[發明專利]一種汽車面板用鋼及其制備方法

在審

• 申請號: 201710659894.9
• 申請日: 2017-08-04
• 公開（公告）號: CN107287505A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 陸迪超
• 申請（專利權）人: 蒙城信和汽車有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/14;C22C38/06;C22C38/12;C21D8/02;C21D1/26
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技術領域

本發明涉及汽車制造的材料領域，具體涉及一種汽車面板用鋼及其制備方法。

背景技術

汽車面板用鋼經歷了從沸騰鋼到鋁鎮靜鋼到目前的超低碳鋼，可以說汽車用鋼發生了質的飛躍。超低碳無間隙原子純凈鐵素體鋼，它最早是在1949被研發成功的，其基本原理是在超低C、N鋼中加入一定量的Ti、Nb等元素，將鋼中的間隙原子C、N固定為碳氮化合物，得到潔凈的鐵素體，從而具有良好的深沖性能。隨著人們對汽車性能要求不斷提高，特別是在安全、舒適、油耗方面的考慮，這就對汽車板材提出了新的要求，主要包括以下三點:高強度(提高安全標注)、薄規則(減輕汽車產品自重，節省材料，降低燃油的消耗，降低成本)、耐腐蝕(表面處理技術如鍍鋅板或合金鍍鋅板)。生產更高強度的汽車板材顯得尤為重要。

目前的超低碳汽車面板鋼的抗拉強度普遍在340MPa～400MPa之間，r值在1.8～2.0之間。目前通過增加上述強化元素含量的來提高強度的方法幾乎已經達到極限，持續增加強化元素雖然會提高抗拉強度，但是材料的深沖性能會急劇下降。因此需要設計一種兼具有高強度高深沖新能的汽車面板用鋼。

發明內容

本發明的目的在于提供一種汽車面板用鋼及其制備方法，以解決上述背景技術中提到的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種汽車面板用鋼，其組分及重量百分比含量為：C：≤0.002％；Si：0.03％～0.05％；Mn：0.24％～0.30％；P：≤0.005％；Ti：0.03％～0.05％；Al：0.015％～0.030％；S：≤0.006％；N：≤0.003％；Nb：0.025％～0.035％；Ce：0.01％～0.015％；Nd：0.008％～0.012％；其余為Fe及不可避免的雜質。

C原子在碳素鋼中起到固溶強化的作用，但對于汽車面板鋼，則為有害元素，應加以控制，因為C原子間隙固溶在鋼中，使得再結晶織構中{111}組分急劇減少，嚴重損害汽車面板鋼的深沖性能r值，因此，將其限定在20PPm以下。

本發明中加入合金元素Ti的主要作用是與C、N結合形成碳、氮化合物，從而消除間隙固溶的C、N原子，使得鐵素體晶界不會有第二相析出，得到純凈的鐵素體基體，消除了間隙原子的不利影響，以保證深沖r值。

Nb、Mn和Si元素的合金化達到固溶強化的目的。兩種元素中，Nb的強化作用最大，且對r值影響較大，Mn元素作為鋼中的強化元素，添加量高時降低鋼的深沖性能，因此Nb、Mn元素不能超出配方限定的范圍。Nb按照0.025％～0.035％的加入量即可顯著提高強度且不降低材料的r值。

Al元素起到脫氧和細化晶粒的作用，但是Al元素或導致材料內的晶粒才高溫時急速長大，因此Al元素的含量必須控制在0.015％～0.030％以內，既可保證脫氧效果也不會導致晶粒過度長大。

Ce元素和Nd元素不僅可以通過細化晶粒大幅提高強度，并且不影響材料的深沖性能，Ce元素和Nd元素也可以少量地固溶在材料的晶體結構內以消除或減輕P、S元素的偏析，降低汽車面板鋼二次加工脆性。通過控制氧、硫含量以及Ce元素和Nd元素的固溶比，設計Ce含量在0.01％～0.015％；Nd元素含量在0.008％～0.012％。

本發明還提供了一種汽車面板用鋼的制備方法，包含以下工藝路徑：冶煉→連續鑄造→熱軋→冷軋→退火；所述的冶煉過程采用RH-OB方式深度脫碳，其中Ce、Nd合金元素在脫碳過后加入，Ce、Nd合金元素加入后使用氬氣對鋼包軟吹15～20分鐘；連續鑄造的板坯在緩冷坑內保溫48小時；板坯加熱到1280℃，使其完全奧氏體化，熱軋初軋溫度為1230℃，終軋溫度為950℃，熱軋卷取溫度在620～650℃；熱軋卷經過冷軋成為冷軋板材，冷軋板材在退火爐內加熱到870攝氏度，然后保溫2.5小時，冷軋板材隨退火爐自然冷卻。

優選的，所述的RH-OB的出鋼溫度控制在1590℃～1600℃。

優選的，所述的連續鑄造環節，鋼水的過熱度控制在15℃～20℃。

優選的，所述的冶煉和連鑄環節，鋼中的B類夾雜物控制在B0.5級別以下。

本發明的技術優點如下：

通過本發明配方以及制作方法制作出的汽車面板用鋼，其深沖性優秀，深沖r值可以確保在1.9以上，抗拉強度達到440～480兆帕。相比傳統的汽車面板用鋼，本發明提供的汽車用鋼與現有的汽車面板用鋼有著相若的深沖性能，但是依據本發明技術方案制出的汽車面板鋼具有更高的抗拉強度。

具體實施方式