專利名稱：冷軋雙相鋼的生產工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種沖壓成型高強度C-Mn系冷軋雙相鋼的生產工藝。
過去工業生產的沖壓成型用鋼，為滿足延性要求，致強度降至330N/mm2以下。由于強度低，零件壁厚，耗費鋼材大，尤其用于汽車工業，使汽車自重增加，油耗增大。近些年使用了高強度低合金鋼，雖然強度提高，零件壁厚減薄，減輕了零件重量，但延性不好，δ5一般在24%以下，沖壓時易于開裂，增加了汽車生產成本。雙相鋼是七十年代發展的汽車新材料，美日等工業發達國家都投入較大力量組織研究，并推廣應用。一般普碳鋼和低合金鋼組織為鐵素體和珠光體。研究的雙相鋼組織為鐵素體和馬氏體。
在本發明之前，世界上冷軋雙相鋼的成份和生產工藝，如1981年《Iron and Steel International》第54集第2期“Dual Phase Steelsa product for the eighties”第89頁上介紹美國內陸鋼廠用si、p含量較高的低碳鋁鎮靜鋼，經淬火～回火～矯平工藝獲得冷軋雙相鋼，但其力學性能不過是σs為415/448N/mm2、σb為596/650N/mm2、δ5%為21/26，如此復雜的冷卻工藝制度所得到的δ5%與普通低合金鋼相似，性能提高極其有限;日本川崎公司采用加入貴金屬元素Cr的堿性低碳鋁鎮靜鋼，用噴水汽的冷卻方法生產冷軋雙相鋼、其力學性能σs為196/354N/mm2、σb為374/760N/mm2、δ5%為28/42，雖然塑性提高較多，但加入貴金屬元素增加了鋼的生產成本;噴水汽的冷卻制度不僅在大生產中難以控制，而且板型質量難以保證;其所要求控制設備良好而精確，噴水汽常因水珠大小不均，在鋼板表面形成蒸汽膜，影響鋼板局部冷卻，噴水汽量過大又易導致馬氏體過多，使鋼的延性降低，不利沖壓，噴水汽不足，則不能形成雙相。
國外生產冷軋雙相鋼所用的退火爐一般有二種，一種用罩式退火爐，一種用長型連續退火爐。用罩式退火爐周期長，板形也不如連續退火爐好;用長型連續退火爐板型好，生產周期短，但基建投資大，不適合一些中小型企業采用。
本發明的目的之一在于研制一種成份異常簡單的C-Mn系冷軋雙相鋼，本發明的另一目的是提供一種簡單的生產工藝熱處理時不需要退火周期長的罩式爐和復雜的長型連續退火爐。
本發明的雙相鋼是根據國際常規冶煉低合金鋼的方法進行冶煉，其化學成份按重量百分比為，C0.04～0.12;Mn1.0～1.8;Si0.3～0.6;S≤0.04;P≤0.04;余量為鐵和礦石、廢鋼中帶來的Cu。
本發明的冷軋雙相鋼是用馬氏體組織來強化鋼材，因此不需要用昂貴的Cr、Ni、Mo元素，而用廉價的Mn元素作為產生雙相組織的促成劑，控制鋼中C、Mn元素，便可促成雙相形成，有效地提供強度與塑性。C是形成馬氏體組織和增加馬氏體數量極有效的因素，本發明加入C為0.04～0.12%，是根據Fe-C平衡圖，用杠桿定律計算出來的。當C小于0.04%時，一般冶煉廠不易冶煉;大于0.12時又易出現帶狀組織，影響鋼材橫向性能。
本發明中加入Mn為1.0～1.8%，其目的利用Mn抑制奧氏體轉變，將奧氏體推遲到中溫區轉變為馬氏體形成雙相組織，若含量中Mn小于1.0%時會有珠光體出現不能構成雙相;若Mn大于1.8%時，馬氏體數量增多，降低塑性而不利沖壓。
本發明的冷軋雙相鋼鋼中Si是固溶強化元素，且可使Ac3線斜率增大，從而使熱處理溫度在較寬的范圍內保證馬氏體的百分含量，Si＜0.3%強化效果減弱，且要保證馬氏體含量，熱處理溫度范圍窄，大生產不易控制，Si＞0.6%強化效果高，給沖壓成型帶來困難。
本發明的冷軋雙相鋼鋼中S、P元素無需特意加入，冶煉時加以控制便可達到S≤0.04%，P≤0.04%，S、P含量越低對性能有利。
本發明的冷軋雙相鋼生產工藝是在上述成份范圍內，按通常低合金鋼冶煉制度冶煉，連鑄或模鑄方法得到板坯、經1200～1250℃加熱熱軋、冷軋成的鋼卷以15～30米/分速度進入帶有干氫和氬氣保護的臥式連續退火爐，(保護氣體中干氫占5～10%，其余為氬氣)其特征是冷軋板在爐頭1～2分鐘內加熱至800～960℃，隨即在110～150米長的730～780℃均熱段均熱4～10分鐘，出爐后以20～30℃/分速度吹風冷卻至室溫，便可獲得雙相組織。熱處理后的鋼板即可包裝入庫。這種鋼板厚度從1mm到0.7mm，其性能σs為280/330N/mm2，σb為520/580N/mm2、δ10%為35/39。
下面用實例對本發明加以說明例一將C0.11%，Mn1.29%，Si0.45%，P0.03%，S0.02%的模鑄坯，在1200～1250℃加熱后，熱軋成2.5mm厚的熱軋卷，再冷軋至1.0mm，冷軋板以25米/分的速度進入帶有干氫和氬氣保護的臥式連續退火爐，保護氣體中干氫占6%，氬氣占94%。鋼板在爐頭1.1分鐘內加熱到940℃，隨即在150米長730℃的均熱段均熱6分鐘，出爐后以28℃/分速度吹風冷卻至室溫。其力學性能σs為320N/mm2、σb為560N/mm2、δ10%為35。沖壓零件按YB710-65級標準衡量，合格率達100%，若按GB214-65級標準衡量合格率達98%。
例二將C0.07%，Mn1.45%，Si0.41%，P0.03%，S0.005%的連鑄坯，經熱軋、冷軋至0.7mm，冷軋后鋼板以20米/分的速度進入帶有干氫和氬氣保護的臥式連續退火爐，保護氣體中干氫占10%，氬氣占90%;鋼板在爐頭1.9分鐘內加熱至800℃，隨即在120米長760℃均熱段均熱6分鐘，出爐后以20℃/分速度鼓風冷卻至室溫。該鋼力學性能σs為330N/mm2、σb580N/mm2、δ10為36%，按例一的標準沖壓零件，合格率分別是100%和98%。
例三將C0.07%，Mn1.45%，Si0.41%，S0.015%，P0.025%的連鑄坯，經熱軋、冷軋、至0.8mm，鋼板以15米/分的速度進入帶有干氫和氬氣保護的臥式連續退火爐，保護氣體中干氫占8%，氬氣占92%;鋼板在爐頭1.4分鐘內加熱至850℃，隨即在110米長780℃均熱段均熱7.3分鐘，出爐后以25℃/分速度吹風冷卻至室溫。該鋼用于沖壓汽車車門外板、壁厚0.8mm，與目前國內所用08Al鋼板沖壓壁厚需1.0mm，兩者相比用本發明的雙相鋼，可節約鋼材20%，車門外板也減重20%左右。
比較例一本發明的冷軋雙相鋼、與美國、日本的冷軋雙相鋼比較見表1
從比較例中看出，本發明的冷軋雙相鋼成份簡單，生產工藝簡便。從成品板的力學性能看出我們的鋼板比美國的延伸率高、并具有沖壓鋼要求的低屈服強度;與日本的相比較，在同等強度級別條件下，本發明的延伸率比日本高。
本發明的冷軋雙相鋼由于強度高，作沖壓件可節約鋼材10～20%，用于制造汽車構件可減輕車自重，降低行車油耗，同時由于冷軋雙相鋼還抗碰撞，運行時安全可靠，是汽車用鋼的優越鋼材。本發明的冷軋雙相鋼最適合于作高強度沖壓成型用鋼。
權利要求
一種冷軋雙相鋼的生產工藝，其化學成份按重量百分比為，C0.04～0.12；Mn1.0～1.8；Si0.3～0.6；S、P≤0.04；余量為鐵和礦石、廢鋼中帶來的Cu，按通常低合金鋼冶煉制度冶煉、經熱軋、冷軋成鋼卷以15～30米/分速度進入帶有干氫和氬氣保護的連續退火爐，其特征是冷軋板在爐頭1～2分鐘內加熱至800～960℃，再經110～150米長730～780℃均熱段均熱4～10分鐘，出爐后以20～30℃/分速度風冷至室溫。
全文摘要
本發明涉及一種C-Mn系冷軋雙相鋼的生產工藝。即用Mn作促成馬氏體組織形成元素的熱軋帶鋼，冷軋后以15×30米/分速度進入有干氫和氬氣保護的臥式連續退火爐，鋼板在爐頭1～2分鐘內加熱至800～960℃，再經110～150米長730～780℃的均熱段。出爐后以20～30℃/分速度風冷至室溫。該鋼性能達到σ
文檔編號C21D8/04GK1043528SQ8810859
公開日1990年7月4日 申請日期1988年12月12日 優先權日1988年12月12日
發明者劉嘉苓, 文慕冰, 劉陵生, 劉善樹, 劉銜柄 申請人:武漢鋼鐵公司