[發明專利]一種高強塑積、高可鍍性細晶熱鍍鋅雙相鋼及其生產方法

有效

• 申請號: 201711083897.9
• 申請日: 2017-11-07
• 公開（公告）號: CN107829038B
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 邸洪雙;鄧永剛;王建;閆寧;黃慧強;李云龍
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22C38/04
• 分類號: C22C38/04;C22C38/06;C22C38/12;C22C38/08;C21D8/02;C23C2/06;C23C2/40
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 周媛媛;李馨

本發明公開了一種高強塑積、高可鍍性細晶雙相鋼及其生產方法，屬于冶金材料領域。本發明的高強塑積、高可鍍性細晶雙相鋼化學成分為：C為0.08～0.12wt.％，Mn為1.8～2.5wt.％，Si為<0.005wt.％，Al為0.3～0.5wt.％，P為0.04～0.08wt.％，Nb為0.03～0.06wt.％，Ni為0.02～0.05wt.％，S為≤0.005wt.％，余量為Fe。其生產方法包括，真空熔煉、鍛坯、第一階段奧氏體再結晶區軋制、第二階段兩相區熱軋、多道次冷軋和快速退火。本發明能大幅度的合金元素在退火過程中的選擇氧化，提高其可鍍性，并優化了帶鋼的組織和性能。

技術領域

本發明屬于冶金材料領域，具體涉及一種高強塑積、高可鍍性細晶熱鍍鋅雙相鋼及其制備方法。

背景技術

節能減排是當前國際社會的主題，其中汽車輕量化是節能減排的主要措施，降低車身重量并提高安全性是汽車行業最重要的發展方向。為了實現節能減排和提高安全性這一目標，先進高強度鋼的概念應運而生。雙相(DP)鋼作為先進高強鋼因具有較高的抗拉強度、較低的屈服強度、較高的初始加工硬化率以及成本低和制備工藝簡單等原因，在現代汽車工業中得到了普遍應用。汽車在服役過程中所處的環境復雜多樣且較為嚴苛，會造成車體的腐蝕。為了防止汽車板在使用過程中出現腐蝕現象，需要對汽車板進行防腐處理。熱浸鍍鋅鋼板由于具有優異的防腐蝕性能，能夠大幅度提高車身耐銹蝕穿孔的能力，因而成為汽車車身用材中使用最為廣泛的材料。但是由于DP鋼中存在較多的合金元素，尤其是Si和Mn在連續熱鍍鋅退火過程中發生選擇性氧化，惡化鋼板的表面質量，影響鋼板的可鍍性。但是降低Si和Mn元素的含量會使DP鋼的力學性能達不到要求。而利用Cr和Mo元素去代替Si和Mn元素雖然雙相鋼的性能得到保證，但是一方面Cr和Mo等合金元素較昂貴，增加了雙相鋼的制造成本；另一方面Cr和Mo元素同樣發生選擇性氧化；因此，降低鋼中易氧化元素的含量是從根本上解決選擇氧化問題的唯一方法；Mn元素可以在鍍鋅過程中與鋅液中的Al發生鋁熱還原反應，對鋼板的可鍍性影響較小。降低鋼中Si元素的含量，會使雙相鋼在熱鍍鋅過程中在鐵素體-馬氏體界面上形成大滲碳體，從而惡化雙相鋼的延展性。目前，有學者提出了在成份設計上采取以Al代Si的成分設計思路，但仍加入了一些Cr和Mo等易氧化的元素來保證帶鋼的強度要求，仍然無法很好的解決選擇氧化的問題。

在加工工藝方面，普通的冷軋DP鋼連續退火工藝為：將冷軋板加熱到鐵素體(α)和奧氏體(γ)兩相區，保溫一段時間后快速冷卻到馬氏體轉變溫度(M_s)以下進行時效處理，之后以一定的冷速冷卻到室溫，得到鐵素體+(20％～40％)馬氏體的雙相組織。但是在連續熱鍍鋅生產線上，帶鋼在臨界區退火后要快速冷卻到入鋅鍋溫度進行鍍鋅，鍍鋅之后再快速冷卻到室溫。通常鋅鍋溫度在450℃以上(高于M_s溫度)，而在這個溫度下鍍鋅時，奧氏體很容易轉變為貝氏體組織從而降低DP鋼的強度。

DP鋼的性能取決于組織中馬氏體的體積分數，馬氏體的分布及鐵素體和馬氏體的晶粒尺寸。馬氏體的體積分數增加，DP鋼的強度增加，但其延伸率降低。研究表明，細化DP鋼的晶粒尺寸即可提高DP鋼的強度又不損壞DP鋼的韌性，是保證DP鋼強韌性平衡的主要措施。

發明內容

針對以上存在的問題，本發明提供了一種高強塑積、高可鍍性細晶熱鍍鋅DP鋼及其生產方法，其目的是解決DP鋼在熱鍍鋅生產過程中合金元素的選擇性氧化及性能較差的問題。

本發明提供的熱浸鍍用DP鋼的化學成分及其含量是：C為0.08～0.12wt.％，Mn為1.8～2.5wt.％，Si為<0.005wt.％，Al為0.3～0.5wt.％，P為0.04～0.08wt.％，Nb為0.03～0.06wt.％，Ni為0.02～0.05wt.％，S為≤0.005wt.％，余量為Fe；

本發明的高強塑積、高可鍍性細晶熱鍍鋅DP鋼按以下步驟進行：