一種350MPa級厚規格熱鍍鋅鋼及生產方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種鍍鋅鋼及生產方法，具體地屬于一種350MPa級厚規格熱鍍鋅鋼 及生產方法，其鋼板的厚度規格為2. 5~3. 0_。
【背景技術】
[0002] 為滿足汽車輕量化和整車耐腐蝕性能的需求，以掛車為代表的商務車選材普遍采 用高強度厚規格冷乳熱鍍鋅板替代熱乳板。同時，在鋼結構、建筑等行業對剛度、美觀與安 全的要求日益提高，必然引領具備高剛度、高表面質量、優異耐腐蝕性能的高強度厚規格冷 乳熱鍍鋅鋼的市場應用需求。
[0003] 現有技術和產品大多采用高C、Si、Μη等固溶強化元素以實現高強度，必然帶來表 面質量和焊接性能的惡化；部分產品利用冷硬態加工硬化、控制回復再結晶程度實現高強 度，但產品成型性能和性能均勻性惡化。同時，采用美鋼聯法立式退火爐生產2. 5_厚度規 格以上存在通板風險。
[0004] 經檢索，中國專利申請號為CN103146998Α的文獻，披露了一種400MPa級以 上鍍鋅高強結構鋼，其基板成分包括C:0. 06-0. 10%、Μη:0. 4-1. 0%、Si:0. 10-0. 30%、P: 彡 0· 015%、S:彡（λ015%、Als:0· 02-0. 05%、Nb:0· 01-0. 05%、其余為Fe，其采用Nb微合金化 晶粒細化和析出強化機理，但其成分Si含量較高，由于"Sandelin效應"惡化厚鋅層表面質 量，且由于采用美鋼聯法立式退火爐生產，導致生產2. 5~3. 0mm厚規格存在困難。
[0005] 中國公布號為CN102676759的專利文獻，公開了控制退火溫度生產390-500MPa 結構級鍍鋅產品。其通過控制產品回復再結晶程度，以實現不同強度級別目的，退火溫度在 580-650°C范圍內。其產品組織因為未完全再結晶狀態，故不能保證組織、性能的均勻性，不 適應于輥壓成形用地板等零件的制造；且該專利提及的產品厚度規格上限為2. 0mm，針對 替代熱乳板的高強度熱鍍鋅板厚度規格在2. 5-3. 0mm范圍，無法通過該專利生產方法實現 退火溫度的精準控制。
【發明內容】
[0006] 本發明針對現有技術存在的不足，提供一種厚度在2. 5~3. 0mm，具有優異的彎曲成 形性能、鍍層重量在275g/m2的厚鋅層表面質量和性能均勻性的350MPa級厚規格熱鍍鋅鋼 及生產方法。
[0007] 實現上述目的的措施： 一種350MPa級厚規格熱鍍鋅鋼，其組分及重量百分比含量為：C:0. 07~0. 10%，Si: 0 ~0· 03%，Μη:0· 4 ~0· 8%，P:〈0· 015%，S:〈0· 012%，A1 :0· 04 ~0· 06%，Nb:0· 03 ~0· 05%， 其余為Fe及不可避免的雜質。
[0008] 生產一種350MPa級厚規格熱鍍鋅鋼的方法，其步驟： 1) 經鐵水脫硫后進行轉爐冶煉，并控制出鋼溫度不低于1670Γ; 2) 進入氬站進行處理，并控制氬流量在40~60Nm3/h，處理時間為不少于7min; 3) 采用氬封保護饒鑄，控制拉還速度在1. 1~1. 3m/min; 4) 對鑄坯加熱，加熱溫度控制為1200~1300°C; 5) 進行熱乳，其中：控制粗乳道次為5~12道次，精乳道次為7道次，終乳溫度控制在 860 ~920。。； 6) 進行卷取，控制卷取溫度在550~650°C; 7) 經風冷冷卻后進行冷乳，冷乳總壓下量控制在不低于65% ; 8) 采用改良森吉米爾法進行熱鍍鋅，其中： 在熱鍍鋅加熱爐的預熱段及直燃段，控制空氣與燃氣的比例系數在0. 95-0. 98 ;在輻 射管加熱段、均熱段及噴冷段是在保護氣體的作用下進行退火和還原處理，其退火溫度為： 出直燃段溫度為700~790°C，出輻射管加熱段溫度為780~820°C，均熱段溫度為780~ 820°C，入鋅鍋溫度為460~500°C;并控制鋼帶運行速度在48-54m/min內任意一個值固定 運行；同時控制氣刀與鋅鍋液面間距在400~600mm，控制氣刀與鋼板間距在10-20mm，氣刀 壓力控制在200~400mbar; 9) 自然冷卻至室溫后待用。
[0009] 本發明各元素的作用及機理 C:碳是最有效的間隙固溶強化元素，因此隨著碳含量的增加，鋼種強度明顯增加，但 其韌性、塑性性能惡化。鋼種含碳量對熱鍍鋅有顯著的影響，含碳量越高，鐵-鋅反應就愈 劇烈，鐵的損失愈大，鋼基參加反應愈劇烈，即鐵-鋅合金層變得愈厚而使鍍鋅層附著力變 差。隨著鋼種碳含量的增加，其屈服強度和抗拉強度也相應增大，特別是碳在組織中以滲碳 體(或珠光體)形式存在時能產生很大的相變強化作用。各種試驗結果表明，鋼中每增加〇. 1%碳含量，其屈服強度平均提高28MPa、抗拉強度平均提高70MPa。
[0010] Si:硅為置換固溶強化元素，但高硅含量易在表面被氧化生產Si02引起圣德林效 應，形成灰色鍍層使粘附性變差。與鐵比較，往平衡氧分壓低的鋼中添加Si等元素時，由于 退火時添加元素會通過選擇氧化，富集在鋼扳表面，這些在表面形成的氧化物會妨礙與鋅 液的粘著性。在粘著性差的情況下，就會發生所謂的"鍍不上鋅"（影響產品外觀質量），因 此，作為Μη的替代元素，Si和Cr等元素不適合添加在熱鍍鋅鋼板中。因此，必須控制硅含 量在較小的范圍內。
[0011] Μη:錳是鐵素體置換固溶元素，通過固溶強化提高鋼的強度。
[0012]Ρ:-般情況下，磷作為殘余元素存在于鋼中、是鋼中有害元素。磷含量較多時，容 易發生成分偏析、在晶界處偏聚，鋼容易發生冷脆。
[0013]S:硫是鋼種的有害元素，錳的添加可以與硫形成具有塑性的MnS夾雜，減輕硫的 有害影響，但MnS會引起熱乳鋼板橫向韌性差的問題。并且鋼種采用低錳合金設計，必須嚴 格限制硫含量 A1:鋁的加入是低碳鋼最有效的脫氧方式。鋁與鋼中氮形成A1N，彌散的A1N阻止奧氏 體再結晶，細化了轉變后的晶粒。但對于低碳鋁鎮靜鋼，隨著Als的增加，鋼中夾雜物數量 增多，夾雜物尺寸也將變大，鋼質變差，惡化鋼的沖壓加工性能和鍍層附著性能。
[0014]Nb:Nb為微合金化元素，其作用機理主要是通過細化晶粒和沉淀析出強化來提高 鋼的強度，是強烈的碳、氮化合物形成元素，在鋼中主要以Nb(C、N)