[发明专利]一种连续退火工艺生产高强塑积汽车用钢板的方法

说明书

技术领域

本发明属汽车用钢板卷的生产技术领域，特别是提供了一种连续退火工艺生产高强塑积汽车用钢板的方法。通过钢铁企业现有的连续退火生产线短时连续退火(≤10分钟)生产高强塑积汽车用钢板卷。

技术背景

高强度高塑性材料一直是材料工作者持之以恒的追求目标，特别是随着汽车轻量化和安全性要求的提高，要求汽车结构件用钢具有高强塑积(抗拉强度与延伸率的乘积)。第一代汽车用钢的强塑积在10-20GPa%的水平，已经不能满足汽车工业未来发展对轻量化和高安全的双重要求；近年来人们相继开发了高强度高塑性的TWIP钢和奥氏体钢，即现在被称谓的第二代汽车用钢，它们的抗拉强度可以达到800-1000MPa，强塑积达到了60GPa%的级别。但第二代汽车用钢添加了大量的Cr、Ni、Mn、Si和Al等合金元素，使得其成本较高。同时由于高合金含量，导致了钢的工艺性能较差，冶金生产困难较大，因而限制了其生产与应用。为了适应节约资源、降低成本、汽车轻量化和提高安全性的要求，需要研发高强塑积、高强度而且低成本的新一代汽车用钢。发明人团队已经在专利CN 101638749A公开了主要成分为0.02-0.50wt% C和3.50-9.00wt%Mn的第三代高强高塑汽车用钢发明专利，本发明则是通过工业化连续退火生产线短时退火来生产这一高性能汽车板卷的具体生产工艺。

汽车所用薄钢板绝大多数都要通过冷轧轧至规定厚度，然后经连续退火工艺生产出具有目标组织的基板。但钢铁企业的连续退火生产线所能提供的退火时间较短，通常不超过10分钟，而前述所发明的第三代高强高塑汽车用钢（CN 101638749A）在最终退火时要求退火时间足够长，以使扩散较慢的Mn能够充分配分进入奥氏体相，从而获得稳定的奥氏体，才能获得优异的力学性能。也即退火时间越长，其性能越好，但是在工业化的连续退火生产线上由于生产线长度的限制，其退火时间多不超过10分钟，因此难以通过短时连续退火就得到足够数量的稳定的奥氏体组织。而本发明的目的就是在最终连续退火前通过新设计的热处理工艺来对钢板卷的组织进行预调整，从而能够在短时的工业化连续退火时也能得到含有足够多和稳定奥氏体的组织，保证该钢的优异性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种连续退火工艺生产高强塑积汽车用钢板的方法，通过现有的工业化连续退生产线（退火时间10分钟内）来生产制造第三代高强高塑汽车用钢板卷；其强塑积（强塑积是抗拉强度与延伸率的乘积）≥30GPa%。

本发明基于合理化学成分设计和合金元素的配分，关键在于最终退火前对冷轧组织进行预处理，使其析出弥散细小的碳化物颗粒，从而在最终两相区短时连续退火时固溶，由于碳化物固溶区域富集碳和锰，因此既提供了奥氏体形核核心又降低了奥氏体相长大所需的碳、锰配分的时间，从而促进形成足够数量的而且化学稳定性更好的奥氏体相，这些奥氏体可以在冷却过程中保留下来，在钢的应变过程中实现TRIP或TWIP机制，提高钢的塑性和强度。具体工艺如下：

1、在钢的化学成分上，按专利CN 101638749A公开的成分范围进一步细化，主要为0.05-0.45wt% C和2.50-8.00wt%Mn， P≤0.020wt%，S≤0.02wt%，余为Fe及不可避免的不纯物。在此基础上也可以另加以下一种或多种元素： Ni:0.1-3.0wt%、Cr:0.2-3.0wt%、Mo:0.1-0.8wt%、Si:0.3-2.3wt%、Cu:0.5-2.0wt%、B：0.0005-0.005wt%、Nb:0.02-0.10wt%、[N]:0.002-0.25wt%、Ti：0.05-0.25wt%、V：0.02-0.25wt%、Al：0.015-0.060wt%、RE（稀土）:0.002—0.005wt%、Ca:0.005-0.03wt%。

2、钢的冶炼与凝固：适用于转炉、电炉和感应炉冶炼，采用连铸生产铸坯或模铸生产铸锭。

3、铸坯或铸锭开坯后的热连轧：将铸坯经1100-1250℃加热，由粗轧机进行5-20道次轧制，热轧到30-50mm厚度规格，由热连机组进行5-7道次轧制到3-15mm后，轧后在550-700℃卷取，卷重需超过12吨以上；

4、上述热连轧卷可经过退火缓冷工艺以降低冷轧加工载荷，或不经过退火，进行酸洗处理后，在冷轧连轧机组直接进行轧制到0.6-4.0mm后，得到冷轧钢板。