CN102816975A

CN102816975A - 一种高r值高强IF钢生产工艺

Info

Publication number: CN102816975A
Application number: CN2012103246659A
Authority: CN
Inventors: 苏岚; 王泽汉; 陈银莉; 王先进; 唐荻
Original assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Current assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date: 2012-09-04
Filing date: 2012-09-04
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2032-09-04
Also published as: CN102816975B

Abstract

本发明属于汽车板生产工艺技术领域，涉及一种高r值高强IF钢生产工艺。采用P-Mn复合添加的340MPa级高强IF钢，经热轧，低温精轧，利用轧后高温直接在线快速退火，然后快冷至卷取温度，再经过冷轧、退火的生产工艺，获得抗拉强度355MPa和轧向r值2.75的钢板。热轧精轧温度为850～550℃，精轧压下率为70～90%，精轧阶段650℃以下，两道次以上轧制，累积压下率大于40%，在线退火加热速度为30℃/s-50℃/s，退火温度为800～820℃，保温时间为10～20s,卷取温度为650～700℃，冷轧压下量75～85%，连续退火工艺的加热速度为5℃/s～10℃/s，保温温度为810～830℃，保温时间为100～180s。

Description

一种高r值高强IF钢生产工艺

技术领域

本发明属于汽车板生产工艺技术领域，涉及一种用热轧直接退火加冷轧退火的方式生产具有高r值的高强IF钢的工艺。

背景技术

高强IF钢是在IF钢中添加一定的强化元素，即保持了超深冲IF钢的优良的冲压性能又具有高的强度。使用高强IF钢替代普通IF钢后，可以减轻汽车重量，降低油耗，所以其汽车行业中得到广泛的应用。1998年-2000年，一汽率先在CA1092五吨中卡上使用BIF340，BH340高强度冷轧板代替St13与St14。经过钢板抗凹陷性试验，发现0.8mm厚的BIF340与1mm厚的St14相比，厚度减薄0.2mm，前者的抗凹陷性能反而高。2001年奇瑞公司用高强IF钢B170P1代替SM生产奇瑞风云汽车零件A柱本体、转向柱横梁和中通道等，用BIF340高强度IF钢钢板替代SM生产前底板都取得了成功。

由于高强IF钢需加入一定量的固溶强化元素磷、锰和硅以达到获得高强度的目的，但固溶强化元素的加入，使本来纯净的铁素体基体里有了间隙原子，阻碍了有利于提高r值的深冲织构的形成，导致高强IF钢普遍比普通IF钢深冲性能差，r值低，一定程度上影响了它的应用。

专利CN102409225提出一种利用晶粒细化、析出强化和固溶强化机制的超细晶高强IF钢，该钢种具有良好的表面质量和抗二次加工脆性，屈服强度230～270MPa，抗拉强度410～465MPa，延伸率为34～36.5%，塑性应变比r为1.6～1.65。专利CN101348884A提出一种利用P、Mn和Cr的固溶强化，以及Nb的碳氮化物析出强化与细晶强化共同作用的440MPa级高强IF钢，其抗拉强度≥440MPa，r值≥1.5。专利CN1492068A提出一种抗拉强度为340～440MPa的添加Nb的超低碳冷轧钢板及其制造方法，P含量较低，主要通过Nb的细化晶粒作用，以及Nb的碳氮化物析出强化，达到高强度，并可得到良好的复合成形性和焊接部位成形性，带钢全长性能均匀。以上高强IF钢专利均采用热轧、冷轧、退火、平整工艺生产，且热轧终轧温度在890℃以上，冷轧压下率为60～90%，退火一般采用连退退火方式，退火温度≥800℃。专利CN101693253介绍了一种铁素体区轧制高强IF钢的方法，通过在普通Nb+Ti-IF钢中添加P、Mn、Cr、Mo等固溶强化元素，在粗轧采用奥氏体区轧制，粗轧压下率为40%，精轧采用铁素体区轧制，终轧温度≤780℃，再经过层流冷却后进行卷取，卷取温度为600℃。从上述专利可以看出，无论采用添加强化元素的方法，还是采用细化晶粒的方法，高强IF钢r值都处于比较低的水平。

专利1071959A提出使用织构预处理方法提高IF钢r值，在此专利中，不需要改变IF钢的化学成分，只是在传统的IF钢生产工艺中，在热轧后增加织构预处理工艺，即压下率为40～90%的冷变形和退火，使钢板在冷轧前就具有了强烈的（111）织构，再进行冷轧和退火后，获得极高的r值。发明的实施例子中，对比了传统工艺与织构预处理工艺生产IF钢的成形性能，其中传统工艺下IF钢r值为2.4，而织构预处理工艺下r值为3.25。

关小军等人在《一种极高r值的高强IF钢板的研究》一文中，采用热轧卷取→织构预处理→冷轧→连续退火→再次连续退火的新工艺，热轧压下率为87.2%，终轧温度为910℃，卷取温度750℃，织构预处理工艺参数为：加热温度870℃，加热时间270s。冷轧和退火工艺参数为：压下率90%，均热温度910℃，均热时问120s。再次退火工艺参数为：均热温度870℃，均热时间120s。采用此工艺生产的高强IF钢，抗拉强度达340MPa，r值高达2.85。

从上述文献可以看出，采用织构预处理的确可以提高普通IF钢和高强IF钢的r值，但因为比常规的生产工艺增加了2～3个工序，延长了生产周期，增大了能耗，生产成本高，限制了其的实际应用。

发明内容

本发明旨在采用普通成分的高强IF钢，通过结合低温精轧与热轧直接快速在线退火工艺，提出一种简化工序的高r值高强IF钢生产工艺，从而提高高强IF钢成形性能和质量。

本发明的技术方案如下：

采用普通的340MPa级P-Mn系高强IF钢，生产工艺示意图如图1所示，具体表述如下：经过冶炼、锻造，制成小钢坯，加热温度为1050～1100℃，经粗轧和精轧，精轧开始温度为850℃，终轧温度为550～700℃，精轧压下率为70～90%，带钢出精轧后，直接进入在线退火炉，快速加热至810～830℃的在线退火温度，加热速率为30℃/s-50℃/s,保温10～20s，经过喷气冷却至650～700℃的卷取温度。热轧板经过酸洗，冷轧成薄带，冷轧压下量75～85%。冷轧薄带经过连续退火，加热速度为5℃/s～10℃/s，保温温度为810～830℃，保温时间为100～180s。

高r值高强IF钢制备方法原理如下：

钢板的塑性应变比r值是衡量其深冲性能的重要指标，有研究表明，r值大小主要与晶粒的择优取向（即织构）有关，当钢板的{111}织构越强，{100}织构越弱时，r值越高。在化学成分给定的情况下，r值主要与钢板的生产工艺有关。

如果高强IF钢钢板终轧温度在奥氏体区，奥氏体轧制织构经过奥氏体再结晶和奥氏体-铁素体相变，热轧板没有特别的择优取向，热轧织构散漫。在本发明中，高强IF钢钢板精轧阶段处于铁素体区，特别是精轧最后两个道次在650℃以下，处于铁素体未再结晶区，累积变形量为40%以上，则轧制完成后，晶粒为拉长的铁素体晶粒，内部的储能为下一步的在线快速退火提供了可能。高强IF钢铁素体未再结晶区热轧后的织构与冷轧织构类似，以{111}//ND 、<110>//RD织构为主。热轧后的在线快速退火，由于加热速度快，而且变形的铁素体晶粒内的储能高，铁素体再结晶驱动力大，使得铁素体再结晶在短时间内完成，将热轧后形成的{111}//ND 、<110>//RD织构转化为稳定的{111}<112>、{111}<110>再结晶织构，并保存至热轧板。在高强IF钢冷轧时，由于热轧板具有稳定的{111}<112>、{111}<110>织构，这种织构在冷轧过程中被保留下来，而且有部分｛110｝<001>织构晶粒继续在冷轧中转化成{111}//ND 、<110>//RD冷轧织构，并在后续的常规退火过程中，发生冷轧织构的转变，形成更高密度的{111}<112>、{111}<110>退火织构，因此，采用这种低温铁素体未再结晶区热轧，在线快速退火、冷轧和退火的生产工艺，制造出的钢板具有高的{111}退火织构，从而具有高的r值。

本发明的应用效果：本发明是在不改变高强IF钢成分的前提下，通过低温热轧，在线快速退火、冷轧和退火工艺，获得了高r值的高强IF钢。与常规高强IF钢生产工艺相比，只是在热轧与卷取工艺之间，利用精轧后余热，增加了快速补充加热和短时间保温的工序，就可以提高热轧板{111}织构密度，最终带来产品深冲性能的改善。与其他提高r值的工艺相比，有两个特点，一个是充分利用了低温精轧形成的铁素体冷轧织构，并为后续的在线快速退火提供了再结晶驱动力；另一个是在线快速退火工艺，将退火与热轧工序相连接，利用了精轧后的余热，起到了节能的作用。该发明工艺简单，易于实施，在保证一定强度和延伸的基础上，显著提高了高强IF钢的r值，为高强IF钢用于难冲压件生产提供了可能。

附图说明

图1为本发明的高r值高强IF钢生产工艺示意图。

图2为高r值高强IF钢金相组织图。其中（1）为热轧+快速在线退火后金相组织，（2）为退火板金相组织。

具体实施方案

本发明实施的高强IF钢成分如表1所示。

表1 本发明具体实施例钢的化学成分（wt%）

按照表1成分进行冶炼和浇铸、锻造，将锻坯加热到1100℃，保温2小时，在350mm热轧机上进行热轧，开轧温度为1050℃，经过2道次粗轧和4道次精轧，最终厚度为2.5mm，其中精轧开始温度为850℃，精轧压下率为75%，精轧最后两个道次开始轧制温度为650℃，终轧温度为550℃，两道次累积压下率为45%。轧制后直接进入在线快速退火炉，快速加热至800℃的在线退火温度，加热速率为30℃/s,保温20s，经过喷气冷却至650℃的卷取温度。

热轧板经过酸洗，在400mm冷轧机上进行可逆轧制，冷轧压下量80%，冷轧板厚度为0.5mm.

冷轧薄带经过连续退火，加热速度为10℃/s，保温温度为820℃，保温时间为180s。得到的力学性能如表2所示。

表2 本发明具体实施例钢的力学性能结果

Claims

1.一种高r值高强IF钢生产工艺，其特征在于采用普通的340MPa级P-Mn系高强IF钢，加工步骤如下：

1）加热温度为1050～1100℃；

2）热轧分为粗轧和精轧两个阶段，其中对粗轧轧制温度与压下率没有特别的要求，精轧温度为850～550℃，精轧压下率为70～90%；

3）带钢出轧机后直接进入在线退火炉，进行在线快速退火，在线退火温度为800～820℃；

4）带钢出退火炉后进行快速冷却，冷却至650～700℃的卷取温度,卷取成热卷；

5）带钢冷轧压下量75～85%；

6）连续退火工艺的加热速度为5℃/s～10℃/s，保温温度为810～830℃，保温时间为100～180s。

2.按照权利要求1所述的高r值高强IF钢生产工艺，其特征在于所述步骤2）中，精轧开始温度要低于850℃，即高强IF钢的铁素体-奥氏体相变温度，精轧终止温度要低于650℃，即高强IF钢铁素体再结晶温度。

3.按照权利要求1所述的高r值高强IF钢生产工艺，其特征在于所述步骤2）中，精轧阶段650℃以下，至少进行两道次轧制，累积压下率大于40%。

4.按照权利要求1所述的高r值高强IF钢生产工艺，其特征在于所述步骤3）中，带钢出精轧后，直接进入在线退火炉，在线快速退火的加热速度为30℃/s-50℃/s，保温时间为10～20s。