[发明专利]一种屈服强度420MPa级冷轧钢板及其制备方法

说明书

一种屈服强度420MPa级冷轧钢板及其制备方法，属于冶金技术领域；钢板组成成分及其质量百分比为：C 0.06～0.09％，Si 0～0.2％，Mn 0.8～1.0％，Ti 0～0.02％，Nb 0.01～0.025％，其余为Fe及不可避免杂质元素；制备方法：1)按照冷轧钢板的化学成分配比，熔炼成钢锭并锻造成板坯；2)将板坯保温，进行热轧，制得热轧板后，以一定冷却速率，冷却至适当温度时卷取；3)将卷取后的热轧板，酸洗后冷轧，制得冷轧板；4)将冷轧板，采用低温均热和分段冷却的连续退火处理。本发明屈服强度420MPa级冷轧钢板，微观组织主要包括铁素体、珠光体和渗碳体，其屈服强度为435～450MPa，抗拉强度为518～548MPa，延伸率A₈₀为25.0～26.3％。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种屈服强度420MPa级冷轧钢板及其制备方法。

背景技术

汽车车体轻量化可达到降低能耗及CO₂排放量的目的。轻量化已被证明是汽车“节能减排”的关键技术路线，汽车自重每减少10％，可降低油耗6％-8％，降低二氧化碳排放13％。中国是世界汽车第一大生产和消费国，轻量化已成为汽车工业可持续发展的一个重要课题。汽车用钢高强度化是实现汽车轻量化的有效途径，汽车用钢高强度化已成为必然趋势。通过增加高强度钢板的使用量强化车身结构，可提高其撞击安全性。因此，高强度钢板的使用可以兼顾成本及性能，满足车体轻量化、提高撞击安全性的需求。

在汽车制造中，汽车前后纵梁、侧梁等受力结构件和加强件需要有良好的抗变形能力，即需要有高的屈服强度和高的屈强比。冷轧高强度低合金钢在这些部件用量较大，常见牌号如屈服强度340MPa、380MPa及420LA，其中屈服强度420MPa级别为目前国标中最高级别。这类钢需要依靠析出强化和细晶强化手段来提高屈服强度。由于对微合金元素有严格的用量限制，加之连退过程中微合金元素析出的控制上存在难度，实际生产中往往出现屈服强度偏低、强塑性匹配差、以及由于再结晶不充分导致的力学性能不稳定等问题。

连续退火是低合金高强钢生产过程中的关键环节，连续退火温度、带钢运行速度、冷却速度和过时效温度等直接影响最终成品的力学性能。鉴于实际生产过程中经常由于组织不均匀导致成形性能及力学性能稳定性等问题，目前企业生产过程中通常采用高温均热的方法来保证充分再结晶，从而获得均匀的组织，均热温度一般在800℃左右甚至更高。

CN 102492823B涉及一种屈服强度420MPa级冷轧低合金高强钢的连续退火工艺方法，其650℃以上采用150±25℃/s的加热速率，均热温度为800±10℃。获得的力学性能为屈服强度430MPa，抗拉强度500MPa，但其延伸率偏低，仅为21％，这可能与快速加热造成的组织不均匀有关。此外，如此高的加热速率，需要改变传统生产线的加热方式，采用如感应加热方式，除了增加设备投资外，耗电量也将大幅提高。

CN 105714186A涉及一种屈服强度420MPa级冷轧低合金高强钢的连续退火工艺方法，其均热温度为770±20℃。获得的力学性能达到420MPa级别。但其Nb含量较高，为0.03％～0.06％，生产成本较高。

CN 103131843B涉及一种340MPa级别的冷轧低合金钢的稳定化连续退火工艺。其带钢均热温度为795～805℃，力学性能平均值为：屈服强度376Mpa，抗拉强度471MPa，延伸率28％。但是，该方法中Nb含量为0.04％～0.05％，成本较高。

上述方法中均采用了高温均热，这将带来如下问题：(1)高温下，极易发生炉底辊结瘤，从而容易对运行过程中的带钢造成划伤，影响带钢表面质量；(2)高温均热条件下，析出粒子极易发生粗化，同时铁素体晶粒容易长大，造成强度下降；(3)高温下，Si、Mn元素扩散能力提高，选择性氧化加剧，带钢表面质量控制难度加大；(4)高温下能耗增加，加热成本较高。

发明内容