一種450MPa級厚規(guī)格熱鍍鋅鋼及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種鍛鋒鋼及生產(chǎn)方法，具體地屬于一種450MPa級厚規(guī)格熱鍛鋒鋼 及生產(chǎn)方法，其鋼板的厚度規(guī)格為2. 5~3. 0mm。
【背景技術(shù)】
[0002] 為滿足汽車輕量化和整車耐腐蝕性能的需求，W掛車為代表的商務(wù)車選材普遍采 用高強(qiáng)度厚規(guī)格冷社熱鍛鋒板替代熱社板。同時(shí)，在鋼結(jié)構(gòu)、建筑等行業(yè)對剛度、美觀與安 全的要求日益提高，必然引領(lǐng)具備高剛度、高表面質(zhì)量、優(yōu)異耐腐蝕性能的高強(qiáng)度厚規(guī)格冷 社熱鍛鋒鋼的市場應(yīng)用需求。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)和產(chǎn)品大多采用高C、Si、Μη等固溶強(qiáng)化元素W實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度，必然帶來表 面質(zhì)量和焊接性能的惡化；部分產(chǎn)品利用冷硬態(tài)加工硬化、控制回復(fù)再結(jié)晶程度實(shí)現(xiàn)高強(qiáng) 度，但產(chǎn)品成型性能和性能均勻性惡化。同時(shí)，采用美鋼聯(lián)法立式退火爐生產(chǎn)2. 5mm厚度規(guī) 格W上存在通板風(fēng)險(xiǎn)。
[0004] 經(jīng)檢索，中國專利申請?zhí)枮镃N103146998A的文獻(xiàn)，披露了一種400M化級W 上鍛鋒高強(qiáng)結(jié)構(gòu)鋼，其基板成分包括C:0. 06-0. 10%、Μη:0. 4-1. 0%、Si:0. 10-0. 30%、P: 《0. 015%、S 0. 015%、Als:0. 02-0. 05%、佩：0. 01-0. 05%、其余為化，其采用佩微合金化 晶粒細(xì)化和析出強(qiáng)化機(jī)理，但其成分Si含量較高，由于"Sandelin效應(yīng)"惡化厚鋒層表面 質(zhì)量，且由于采用美鋼聯(lián)法立式退火爐生產(chǎn)，導(dǎo)致生產(chǎn)2. 5~3. 0mm厚規(guī)格存在困難。
[0005] 中國公布號為CN102676759的專利文獻(xiàn)，公開了控制退火溫度生產(chǎn)390-500MPa 結(jié)構(gòu)級鍛鋒產(chǎn)品。其通過控制產(chǎn)品回復(fù)再結(jié)晶程度，W實(shí)現(xiàn)不同強(qiáng)度級別目的，退火溫度在 580-650°C范圍內(nèi)。其產(chǎn)品組織因?yàn)槲赐耆俳Y(jié)晶狀態(tài)，故不能保證組織、性能的均勻性，不 適應(yīng)于漉壓成形用地板等零件的制造；且該專利提及的產(chǎn)品厚度規(guī)格上限為2. 0mm，針對 替代熱社板的高強(qiáng)度熱鍛鋒板厚度規(guī)格在2. 5-3. 0mm范圍，無法通過該專利生產(chǎn)方法實(shí)現(xiàn) 退火溫度的精準(zhǔn)控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種厚度在2. 5~3. 0mm，具有優(yōu)異的彎曲成 形性能、鍛層重量在275g/m2的厚鋒層表面質(zhì)量和性能均勻性的450MPa級厚規(guī)格熱鍛鋒鋼 及生產(chǎn)方法。
[0007] 實(shí)現(xiàn)上述目的的措施： 一種450MPa級厚規(guī)格熱鍛鋒鋼，其組分及重量百分比含量為：C:0. 10~0. 13%，Si: 《0. 025%，Μη:0. 8 ~1. 2%，P:0. 008 ~0. 016%，S:<0. 010%，A1 :0. 040 ~0. 060%，佩： 0. 048~0. 068%，其余為化及不可避免的雜質(zhì)。
[0008] 生產(chǎn)一種450MPa級厚規(guī)格熱鍛鋒鋼的方法，其步驟： 1) 經(jīng)鐵水脫硫后進(jìn)行轉(zhuǎn)爐冶煉，并控制出鋼溫度不低于1680°C; 2) 鋼水利用RH真空爐進(jìn)行爐外精煉處理，加侶脫氧，脫氧循環(huán)2~3min后加入合金調(diào) 整成分，合金化完成后循環(huán)> 5min結(jié)束真空處理。
[0009] 3)采用氣封保護(hù)誘鑄，控制拉巧速度在0. 9~1. Im/min ; 4) 對鑄巧加熱，加熱溫度控制為1200~1300°C; 5) 進(jìn)行熱社，其中：控制粗社道次為5~12道次，精社道次為7道次，終社溫度控制在 850 ~90(TC; 6) 進(jìn)行卷取，控制卷取溫度在500~580°C; 7) 經(jīng)風(fēng)冷冷卻后進(jìn)行冷社，冷社總壓下量控制在不低于55% ; 8) 采用改良森吉米爾法進(jìn)行熱鍛鋒，其中： 在熱鍛鋒加熱爐的預(yù)熱段及直燃段，控制空氣與燃?xì)獾谋壤禂?shù)在0. 95-0. 98;在福 射管加熱段、均熱段及噴冷段是在保護(hù)氣體的作用下進(jìn)行退火和還原處理，其退火溫度為： 出直燃段溫度為700~760°C，出福射管加熱段溫度為730~780°C，均熱段溫度為730~ 780°C，入鋒鍋溫度為460~500°C;并控制鋼帶運(yùn)行速度在45-50m/min內(nèi)任意一個(gè)值固定 運(yùn)行；同時(shí)控制氣刀與鋒鍋液面間距在400~600mm，控制氣刀與鋼板間距在10-20mm，氣刀 壓力控制在2〇〇~400mbar; 9) 自然冷卻至室溫后待用。
[0010] 本發(fā)明各元素的作用及機(jī)理 C:碳是最有效的間隙固溶強(qiáng)化元素，因此隨著碳含量的增加，鋼種強(qiáng)度明顯增加，但 其初性、塑性性能惡化。鋼種含碳量對熱鍛鋒有顯著的影響，含碳量越高，鐵-鋒反應(yīng)就愈 劇烈，鐵的損失愈大，鋼基參加反應(yīng)愈劇烈，即鐵-鋒合金層變得愈厚而使鍛鋒層附著力變 差。隨著鋼種碳含量的增加，其屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度也相應(yīng)增大，特別是碳在組織中W滲碳 體(或珠光體)形式存在時(shí)能產(chǎn)生很大的相變強(qiáng)化作用。各種試驗(yàn)結(jié)果表明，鋼中每增加0. 1%碳含量，其屈服強(qiáng)度平均提高28MPa、抗拉強(qiáng)度平均提高70MPa。
[0011] Si:娃為置換固溶強(qiáng)化元素，但高娃含量易在表面被氧化生產(chǎn)Si〇2引起圣德林效 應(yīng)，形成灰色鍛層使粘附性變差。與鐵比較，往平衡氧分壓低的鋼中添加Si等元素時(shí)，由于 退火時(shí)添加元素會通過選擇氧化，富集在鋼扳表面，運(yùn)些在表面形成的氧化物會妨礙與鋒 液的粘著性。在粘著性差的情況下，就會發(fā)生所謂的"鍛不上鋒"（影響產(chǎn)品外觀質(zhì)量），因 此，作為Μη的替代元素，Si和化等元素不適合添加在熱鍛鋒鋼板中。因此，必須控制娃含 量在較小的范圍內(nèi)。
[0012]Μη:儘是鐵素體置換固溶元素，通過固溶強(qiáng)化提高鋼的強(qiáng)度。
[0013]Ρ:在傳統(tǒng)觀點(diǎn)中，憐在鋼中是屬于有害元素。它會降低鋼的沖擊初性，提高鋼的脆 化溫度，惡化鋼的焊接性能。其實(shí)那是憐與碳共同作用的結(jié)果。如果除去碳的影響，憐還能 使塑性、初性有所增加，使脆化溫度有所降低。
[0014] 憐是非碳化物形成元素，它在鋼中的存在形式主要是溶于鐵素體。當(dāng)它溶于鐵素 體時(shí)能夠取代鐵原子形成置換固溶體。在除了碳、氮元素W外的諸多固溶體形成元素中，憐 的固溶強(qiáng)化能力最大。在低碳鋼中，每增加0. 01%的憐，其屈服強(qiáng)度可提高6. 1~7.IMPa， 憐的固溶強(qiáng)化能力是娃的7倍，是儘的10倍。
[0015]S:硫是鋼種的有害元素，儘的添加可W與硫形成具有塑性的MnS夾雜，減輕硫的 有害影響，但MnS會引起熱社鋼板橫向初性差的問題。并且鋼種采用低儘合金設(shè)計(jì)，必須嚴(yán) 格限制硫含量 A1 :侶的加入是低碳鋼最有效的脫氧方式。侶與鋼中氮形成AIN，彌散的AIN阻止奧氏 體再結(jié)晶，細(xì)化了轉(zhuǎn)變后的晶粒。但對于低碳侶鎮(zhèn)靜鋼，隨著Als的增加，鋼中夾雜物數(shù)量 增多，夾雜物尺寸也將變大，鋼質(zhì)變差，