[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

摘要

一种连续退火工艺生产高强塑积汽车用钢板的方法，属于汽车用钢技术领域。基于合理化学成分设计和合金元素的配分，关键在于冷轧板卷先获得细小弥散分布的过渡碳化物，然后再经过两相区退火通过细小碳化物的固溶促进奥氏体逆相变，获得更多且稳定的奥氏体相并可保留下来。本发明给出了形成细小弥散碳化物的严格工艺条件和进行两相区退火的工艺参数的严格区间，其优点在于，可以利用钢厂现有的连续退火生产线进行短时间退火就可得到性能均匀、表面质量良好的连续退火板卷，其强度为0.6-1.2GPa，延伸率为45-20%，强塑积为25-40GPa%。

主权项

一种连续退火工艺生产高强塑积汽车用钢板的方法，转炉、电炉或感应炉冶炼，钢板化学成为0.05‑0.45wt% C、2.50‑8.00wt%Mn， P≤0.020wt%，S≤0.02wt%，余为Fe及不可避免的不纯物；工艺步骤及控制的技术参数为：（1）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；（2）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；（3）上述热连轧卷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；（4）在进入连续退火前冷轧钢板的目标组织是有尺寸不超过25nm以上的碳化物或者渗碳体；根据(3)得到不同类型的冷轧组织，设计如下不同的预处理工艺来得到细小碳化物颗粒析出与分布的目标组织；当冷轧板中有尺寸大于25nm的碳化物或者渗碳体，则需要利用钢厂的连续退火生产线，将钢板加热到Ac3+10至80℃进行初次退火，保温3‑10分钟以固溶碳化物或者渗碳体，而后冷至100‑400oC范围内卷取，冷却速度不小于20oC/s以避免在慢冷时进入高温区间析出相对粗大的渗碳体；然后将钢板卷吊入保温坑内或鼓入相应温度的热风保温进行细小碳化物析出的预处理，保持温度在100‑400oC之间，保温时间在2分钟至40小时之间；其中保温时间t，温度T的关系按下式（1）计算；当保温时间在10分钟以内时，在上述奥氏体化固溶退火后直接快冷至室温卷取，然后直接进入两段式连续退火炉退火，在第一段退火炉短时退火以析出弥散细小碳化物，退火时间1‑5分钟，退火温度控制在300‑400oC，具体控制数值按式（1）计算；然后再接着进入第二段连续退火炉进行两相区退火，其控制按步骤（5）；1670.66×exp(‑T/64.31)‑0.0008≤t≤37046×exp(‑T/54.66)+0.04     （1）其中，t的单位小时，T的单位K，当冷轧钢卷中不含碳化物或者渗碳体，则直接将冷轧钢板卷吊入保温坑内或鼓入相应温度的热风保温进行碳化物或者渗碳体的析出预处理，保持温度在100‑400oC之间，保温时间可在2分钟至40小时之间；其中保温时间t和温度T的关系按上式(1)计算；当保温时间在10分钟以内时，将上述不含碳化物的冷轧钢板卷直接进入两段式连续退火炉退火，在第一段退火炉短时退火以析出弥散细小碳化物，退火时间1‑5分钟，退火温度控制在300‑400oC，具体控制数值按（1）式计算；然后再接着进入第二段连续退火炉进行两相区退火，其控制按步骤（5）；当冷轧后钢卷中已经存在细小的碳化物或者渗碳体，其尺寸小于25nm，那么冷轧 钢卷不需进行预处理，则可直接进行后续的连续退火。通过在先期得到的无碳化物马氏体组织在进行冷连轧时，提高轧制摩擦力，使得轧制带温保持在100‑200oC然后带温卷取放入保温设备中，时间按(1)式计算，以达到时效析出尺寸小于25nm碳化物的目的；（5）将经过预处理的冷轧钢板卷开卷后经过连续退火生产线进行连续退火，退火时间3‑10分钟；连续退火时加热速度要大于30oC/s，以避免细小碳化物在加热过程中的粗化，退火后冷却至450oC的时间不超过20秒，以避免奥氏体相冷却时在高温区的分解；连续退火温度T是影响最终残余奥氏体数量的关键参数，需要根据钢成分中C和Mn含量严格按如下公式(2)计算，当碳含量≤0.25% 时，970‑12×[%wtMn]‑89×[%wtC]≤T(K) ≤1030‑12×[%wtMn]‑89×[%wtC]    (2a)当碳含量>0.25% 时950‑12×[%wtMn]+24×[%wtC]≤T(K) ≤1005‑12×[%wtMn]+24×[%wtC]   (2b)所制备的连续退火钢板卷，其强度为0.6‑1.2GPa，延伸率为45‑25%，强塑积为30‑40GPa%。