一種具有良好凸緣焊接性能的冷軋鋼板及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有良好凸緣焊接性能的冷軋鋼板及其生產(chǎn)方法，該生產(chǎn)方法包括以下步驟：鐵水精煉獲得連鑄板坯；對連鑄板坯進(jìn)行熱軋，得到熱軋板坯；對熱軋板坯進(jìn)行卷取，得到熱軋鋼卷；對熱軋鋼卷進(jìn)行酸洗；對酸洗后的熱軋鋼卷進(jìn)行冷軋，得到冷軋鋼板；對冷軋鋼板進(jìn)行退火；由該方法生產(chǎn)出來的具有良好凸緣焊接性能的冷軋鋼板具有優(yōu)異成形性和凸緣焊接性能，能夠極大的降低生產(chǎn)成本。
【專利說明】一種具有良好凸緣焊接性能的冷軋鋼板及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼鐵冶煉加工【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種具有良好凸緣焊接性能的冷軋鋼板及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在440MPa級別內(nèi)的碳錳鋼產(chǎn)品，由于添加合金元素的量有限，隨著現(xiàn)有焊機(jī)能力的提高，因此在板材母材和母材的焊接性能上問題不大；現(xiàn)在汽車廠更加強(qiáng)調(diào)的是凸緣焊接性能。所謂凸緣焊接性能就是將板材沖壓沖孔后，需要和螺母直接焊接，由于板材和螺母焊接處表面不是平面，表現(xiàn)為一定形狀的凸緣，因此在焊后存在螺母和板材結(jié)合力不穩(wěn)定的現(xiàn)象，需要進(jìn)行扭力破壞試驗(yàn)。一般對于M6的凸緣螺母和板材的焊機(jī)扭力，最小破壞力^ 54MPa。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中還沒有關(guān)于提高凸緣板材焊接性能的冷軋鋼板生產(chǎn)方法的文獻(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種具有優(yōu)異成形性和凸緣焊接性能冷軋鋼板的生產(chǎn)方法及由該方法制成的具有良好凸緣焊接性能的冷軋鋼板。特別是一種提高440MPa級碳素結(jié)構(gòu)鋼II凸緣焊接性能和成形性能的生產(chǎn)方法。
[0005]本發(fā)明提供的一種具有良好凸緣焊接性能的冷軋鋼板的生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
[0006]步驟1:鐵水精煉獲得連鑄板坯；板坯的組成成分如下:以質(zhì)量百分比計(jì)算，C:
0.04 ~0.013%、S1:0.01 ~0.3%、Mn:1 ~2.5%、P:0.01 ~0.15%、S:0.015% 以下、sol.Al:0.07%以下、N:0.008%以下，余量由Fe及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成；其中(Mn/55)/(Si/28)≥4 ；
[0007]步驟2:對所述連鑄板坯進(jìn)行熱軋，得到熱軋板坯；
[0008]步驟3:對所述熱軋板坯進(jìn)行卷取，得到熱軋鋼卷；卷取溫度控制在500~680°C以下；
[0009]步驟4:對所述熱軋鋼卷進(jìn)行酸洗；
[0010]步驟5:對酸洗后的所述熱軋鋼卷進(jìn)行冷軋，得到冷軋鋼板；冷軋壓下率控制在40%-80% ；
[0011]步驟6:對所述冷軋鋼板進(jìn)行退火；退火爐內(nèi)的保護(hù)氣氛的露點(diǎn)控制在-60°C≤DP ( -350C ;退火溫度控制在700~850°C。
[0012]作為優(yōu)選，所述步驟2中的連鑄板坯加熱至1100~1300°C，保溫lh_3h，進(jìn)行熱軋；終軋溫度控制在820~920°C。
[0013]作為優(yōu)選，所述步驟3中卷取溫度控制在500~660°C。
[0014]作為優(yōu)選，所述步驟5中冷軋壓下率控制在45%_80%。
[0015]作為優(yōu)選，所述步驟6中保護(hù)氣體是體積比為95%N2和5%H2組成的混合氣體；保護(hù)氣氛的露點(diǎn)控制在_40°C≤DP ( -35°C。。
[0016]本發(fā)明提供的一種具有良好凸緣焊接性能的冷軋鋼板是按照上述方法生產(chǎn)出來的具有良好凸緣焊接性能的冷軋鋼板。
[0017]作為優(yōu)選，所述冷軋鋼板為拉伸強(qiáng)度TS為440MPa的高強(qiáng)度冷軋鋼板。
[0018]本發(fā)明提供的一種具有良好凸緣焊接性能的冷軋鋼板的生產(chǎn)方法能夠制造既滿足高強(qiáng)鋼成形需要，同時又具有良好的凸緣焊接性能TS為440MPa以上的焊接性優(yōu)良的高強(qiáng)度冷軋鋼板。
[0019]本發(fā)明提供的具有良好凸緣焊接性能的冷軋鋼板是按上述方法生產(chǎn)出來的高強(qiáng)度冷軋鋼板，因具備優(yōu)良的凸緣焊接性能，而能夠極大的降低生產(chǎn)成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的具有良好凸緣焊接性能的冷軋鋼板的生產(chǎn)方法的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]本發(fā)明提供的一種具有良好凸緣焊接性能的冷軋鋼板的生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
[0022]步驟1:鐵水精煉獲得連鑄板坯；板坯的組成成分如下:以質(zhì)量百分比計(jì)算，C:
0.04 ~0.013%、S1:0.01 ~0.3%、Mn:1 ~2.5%、P:0.01 ~0.15%、S:0.015% 以下、sol.Al:0.07%以下、N:0.008%以下，余量由Fe及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成；其中(Mn/55)/(Si/28) ^ 4，并且組織主要為`鐵素體、珠光體、還有可能少量滲碳體；
[0023]步驟2:對連鑄板坯進(jìn)行熱軋，得到熱軋板坯；
[0024]步驟3:對熱軋板坯進(jìn)行卷取，得到熱軋鋼卷；卷取溫度控制在500~680°C以下；
[0025]步驟4:對熱軋鋼卷進(jìn)行酸洗；
[0026]步驟5:對酸洗后的熱軋鋼卷進(jìn)行冷軋，得到冷軋鋼板；冷軋壓下率控制在40%-80% ；
[0027]步驟6:對冷軋鋼板進(jìn)行退火；退火爐內(nèi)的保護(hù)氣氛的露點(diǎn)控制在-60°C≤DP ( -350C ;退火溫度控制在700~850°C。
[0028]步驟7:將退火處理后的冷軋鋼板進(jìn)行平整獲得表面粗糙度，平整延伸率為
0.3%-0.5%，得到優(yōu)異成形性能和高凸緣焊接性能的440MPa級碳素結(jié)構(gòu)鋼。
[0029]上述鋼坯組成成分及含量的說明如下:
[0030]C:0.04 ~0.13%
[0031]如果C%小于0.04%，則對于碳這種低廉的強(qiáng)化元素沒有充分利用，導(dǎo)致其他合金元素的添加要多，因此為了降低成本，需要0%> 0.04。另外，如果0%超過0.13%，則導(dǎo)致加工性變差。因此，使C量為0.04~0.13%。優(yōu)選使C量為0.011%以下。
[0032]S1:0.01 ~0.3%
[0033]Si是在鋼的高強(qiáng)度化方面有效的元素。但是由于Si在熱軋和退火過程中向容易偏析，并且其氧化物難于去除，后續(xù)的酸洗和焊接制造困難，因此為了限制其不良作用，要限制其加入量，因此限定其最高量0.3%。因此，使Si%S0.01~0.3%。優(yōu)選使Si含量為0.15%以下。
[0034]Mn:1 ~2.5%
[0035]Mn是在鋼的高強(qiáng)度化方面有效的元素。為了得到這種效果，需要使Mn含量為1%以上。但是，如果Mn量超過2.5%，則存在促進(jìn)鋼坯中的中心偏析，或使最終產(chǎn)品的加工性變差等問題。因此，使Mn含量為I~2.5%。另外,考慮到FeS的生成而引起的熱脆性,為了使Mn與鋼中的固溶S結(jié)合而形成MnS，優(yōu)選在將Mn含量設(shè)為[Mn]、將S量設(shè)為[S]時，滿足([Mn]/55)/([S]/32) > 100。
[0036]P:0.01 ~0.2%
[0037]P是在鋼的高強(qiáng)度化方面有效的元素。為了得到該效果，需要使P量為0.01%以上。但是，如果P量超過0.2%，則不僅存在HAZ部的晶界破壞的可能或?qū)е履覆暮秃附硬康牡蜏仨g性的劣化，而且晶界偏析會導(dǎo)致耐沖擊性的劣化。因此，使P含量為0.01~0.2%。
[0038]S:0.015% 以下
[0039]如果S量超過0.015%，則與P同樣地會導(dǎo)致母材和焊接部的低溫韌性的劣化。因此，使S量為0.015%以下，優(yōu)選越少越好。
[0040]sol.Al:0.06% 以下
[0041]Al通常在煉鋼階段作為脫氧元素來進(jìn)行利用，在本發(fā)明中，為了將氧控制在特定范圍內(nèi)，使sol.Al量為0.06%以下。如果sol.Al量超過0.06%則Al2O3增多，使加工性劣化，而且夾雜物可成為焊接裂紋的起點(diǎn)等，因而不優(yōu)選。因此使sol.Al量為0.06%以下。
[0042]其中對于(Mn/55)/(Si/28)≥4，Si和Mn易于在加熱過程中發(fā)生向表面偏析，并且在表面發(fā)生氧化而形成氧化物，并且由于氧化條件和元素比例的不同將會產(chǎn)生不同的氧化物形態(tài),如單獨(dú)氧化物SiO2和MnO，還有復(fù)雜氧化物如MnSiO4, MnSiO3，其中尤以氧化物SiO2難于去除，其大量存在表面將會嚴(yán)重的影響凸緣焊接性能，導(dǎo)致凸緣焊接性能的大幅度降低。因此作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，(Mn/55)/(Si/28) > 5，有效的提高成形性能和凸緣焊接性能。
[0043]對于步驟2，將連鑄板坯加熱至1100~1300°C，保溫lh_3h，進(jìn)行熱軋，終軋溫度控制在820~920°C，并在500~660°C的溫度下卷取，得熱軋鋼卷。熱軋后的卷取溫度:680°C以下。如果卷取溫度高于680°C，則希望熱軋組織由細(xì)小均勻的多邊形鐵素體晶粒與彌散分布的珠光體組成，避免出現(xiàn)混晶產(chǎn)物，使卷取溫度為680°C以下。作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，卷取溫度為660°C以下。
[0044]步驟5，將熱軋鋼卷開卷酸洗后冷軋，冷軋壓下率控制在40%_80%，得冷軋鋼板；從加工性的觀點(diǎn)出發(fā)，使壓下率為40%以上。為了提高成型性、特別是深拉伸性，作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，壓下率為45%以上。
[0045]對于步驟6，將冷軋鋼板在輻射式加熱、噴氣式冷卻的連續(xù)退火產(chǎn)線中連續(xù)退火。再結(jié)晶退火溫度:700~850°C，為了進(jìn)行再結(jié)晶，需要使退火溫度為700°C以上，如果超過850°C則鐵素體晶粒粗大化，導(dǎo)致強(qiáng)度降低或表面性狀的變差。因此，使再結(jié)晶退火溫度為700 ~850。。。
[0046]冷軋鋼板經(jīng)1-5°C /s的速度加熱到700_850°C的兩相區(qū)溫度后均熱，
[0047]均熱時間為100-400S。冷軋鋼板分為二段冷卻:
[0048]第一冷卻段以1-10°C /s的速度緩慢冷卻到600_640°C。[0049]第二冷卻段以40_50°C /s的速度冷卻到430_470°C。
[0050]通過300-600S的過時效過程，控制過時效終點(diǎn)溫度為350_450°C，也即過時效過程是帶鋼緩慢冷卻過程，冷速0.3-0.5V /S。以5-20°C /s終冷到150°C ;然后進(jìn)入水淬槽冷卻到室溫。生產(chǎn)出的440MPa級碳素結(jié)構(gòu)鋼的金相顯微組織，具有多邊形鐵素體與晶界珠光體。
[0051 ] 步驟6中，退火爐中的保護(hù)氣體是體積比為95%N2和5%H2組成的混合氣體；保護(hù)氣氛的露點(diǎn)控制在_60°C ^ DP ^ -35°C。如果露點(diǎn)控制低于_60°C，對于現(xiàn)場的連退線生產(chǎn)控制難度較大，同時成本將會增加很大。如果露點(diǎn)控制高于_35°C，Mn和Si的表面偏析成大將加大，對會惡化焊接性能。因此選擇露點(diǎn)_60°C< DP ( _35°C，作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，露點(diǎn)控制為_40°C≤DP ( -35°C。
[0052]本發(fā)明提供的具有良好凸緣焊接性能的冷軋鋼板是按照上述方法生產(chǎn)出來的具有良好凸緣焊接性能的冷軋鋼板。
[0053]作為優(yōu)選，具有良好凸緣焊接性能的冷軋鋼板為拉伸強(qiáng)度TS為440MPa的高強(qiáng)度冷軋鋼板。
[0054]實(shí)施例1
[0055]將鐵水精煉后通過連鑄獲得板還,將板還進(jìn)行加熱,加熱溫度為1150±30°C,加熱時間為3~3.5小時。經(jīng)過定寬壓力機(jī)獲得所需要的板坯寬度、再經(jīng)過二輥粗軋、四輥粗軋獲得中間坯。中間坯通過6機(jī)架連軋獲得熱軋板，終軋溫度為890±20°C、卷取溫度為620±20°C。在粗軋和精軋之間啟用保溫罩，保證中間坯溫度的均勻性。將熱軋板經(jīng)層流冷卻后卷取成卷，層流冷卻采用前段快速冷卻的方式。將經(jīng)拉矯破鱗后的熱軋鋼卷通過連續(xù)紊流酸洗去除其表面氧化鐵皮，然后經(jīng)冷連軋機(jī)組進(jìn)行冷軋制成冷硬卷。冷軋壓下率為40-75%ο將清洗后的冷硬卷通過立式連續(xù)退火爐進(jìn)行退火處理。退火曲線為以2~5°C /s的加熱速度加熱至800°C，保溫 100~150s，先以3~15°C /s的速度冷卻至700°C~740°C，再以20~50°C /s的速度冷卻至450°C~400°C;然后保溫300_600s，并且以5°C~10°C的速度冷卻到室溫。其中保護(hù)氣氛露點(diǎn)為_40°C，獲得成品。表1為保護(hù)氣氛露點(diǎn)為_40°C時不同Mn、S1、C比份的凸緣焊接性能扭矩統(tǒng)計(jì)表
[0056]表1
[0057]
【權(quán)利要求】
1.一種具有良好凸緣焊接性能的冷軋鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1:鐵水精煉獲得連鑄板坯；板坯的組成成分如下:以質(zhì)量百分比計(jì)算，C:0.04 ~0.013%, Si:0.01 ~0.3%, Mn:1 ~2.5%, P:0.01 ~0.15%, S:0.015% 以下、sol.Al:0.07%以下、N:0.008%以下，余量由Fe及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成；其中(Mn/55)/(Si/28)≥ 4 ； 步驟2:對所述連鑄板坯進(jìn)行熱軋，得到熱軋板坯； 步驟3:對所述熱軋板坯進(jìn)行卷取，得到熱軋鋼卷；卷取溫度控制在500~680°C以下； 步驟4:對所述熱軋鋼卷進(jìn)行酸洗； 步驟5:對酸洗后的所述熱軋鋼卷進(jìn)行冷軋，得到冷軋鋼板；冷軋壓下率控制在40%-80% ； 步驟6:對所述冷軋鋼板進(jìn)行退火；退火爐內(nèi)的保護(hù)氣氛的露點(diǎn)控制在-60°C≤DP ≤ -350C ; 退火溫度控制在700~850°C。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其特征在于: 所述步驟2中的連鑄板坯加熱至1100~1300°C，保溫lh-3h，進(jìn)行熱軋；終軋溫度控制在 820 ~920O。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其特征在于: 所述步驟3中卷取溫度控制在500~660°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其特征在于: 所述步驟5中冷軋壓下率控制在45%-80%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其特征在于: 所述步驟6中保護(hù)氣體是體積比為95%N2和5%H2組成的混合氣體；保護(hù)氣氛的露點(diǎn)控制在 _40°C≤ DP ≤ -35°C。
6.一種具有良好凸緣焊接性能的冷軋鋼板，其特征在于: 按照權(quán)利要求1~5任一項(xiàng)所述的方法生產(chǎn)出來的具有良好凸緣焊接性能的冷軋鋼板。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有良好凸緣焊接性能的冷軋鋼板，其特征在于: 所述冷軋鋼板為拉伸強(qiáng)度TS為440MPa的高強(qiáng)度冷軋鋼板。
【文檔編號】C22C38/06GK103757534SQ201310741632
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】王海全, 滕華湘, 劉廣會, 劉李斌, 蔣光銳, 李蔚然, 劉光明, 朱國森 申請人:首鋼總公司