屈服强度500MPa级高延伸率热镀铝锌及彩涂钢板及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于冷乳板生产技术领域，涉及一种屈服强度彡500MPa级高延伸率热镀 铝锌及彩涂钢板及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 我国彩涂板主要应用于建筑领域，屋墙面压型板要求具有高强度、良好的韧性和 优良的耐腐蚀性。国内许多用户（特别是建筑业用户）需要结构用彩涂板在不损失延伸率 的前提下以提高结构件的强度，减轻重量，实现高强减薄，降低成本。
[0003] 目前国内生产的热镀铝锌钢板受工艺条件所限，屈服强度和抗拉强度较高的产品 延伸率都不高，对于一些对塑性需要比较高的场合就不能满足要求，大大限制了热镀铝锌 钢板的应用和推广。
[0004] 如中国专利CN102363857B公布一种屈服强度550MPa结构用彩涂板的生产方法， 其涉及的Ti、Nb分别最多为0. 005%和0. 0045%，其屈服强度RPa2达到550~600MPa ;抗 拉强度Rm为560~610MPa ;断后伸长率A80mm彡6%。其强化方式主要为通过低温退火保 持大部分未完成再结晶的带状组织提高强度，断后伸延伸率只有6%，塑性较差。
[0005] 中国专利CN100529141C公开了一种全硬质镀铝锌钢板及其生产方法，该方法提 供的钢板的屈服强度达到60010^以上，断裂延伸率彡7%，其11、他总含量0.015%~ 0. 100%，退火温度控制在630~710°C，获得全硬质钢板，但全硬质钢板塑性不能满足加工 对成型性能的要求。不能满足屈服强度彡500MPa，抗拉强度彡550MPa，断后伸长率彡15% 的要求。
[0006] 中国专利CN200710093976. 8公开了深冲用热镀铝锌钢板及其生产方法，其采 用IF钢基板生产镀铝锌产品，基板成分C彡0. 01 %，为超低碳钢，屈服强140~220MPa， 抗拉强度达260~350MPa，延伸率大于30 %，但不能满足屈服强度多500MPa，抗拉强度 彡550MPa的要求。
[0007] 中国专利CN103911551A公开了一种热镀铝锌合金钢板及其制备方法，可以制得 屈服强度250~310MPa、抗拉强度300~380MPa，延伸率彡30的产品，其工艺均热时间在 40~120s，均热时间过长，晶粒粗化，强度级别低。
[0008] 目如，对材料具有尚抗风揭性、尚耐蚀性、尚强度、尚延伸率要求的钢结构建筑行 业等领域对镀铝锌及彩涂产品有很大的需求。但屈服强度彡500MPa，抗拉强度彡550MPa， 延伸率多15%的高强度低合金热镀铝锌及彩涂产品在国内外为空白。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的是提供一种屈服强度500MPa级高延伸率镀铝锌及彩涂钢板及其生 产方法，其具有屈服强度多500MPa，抗拉强度多550MPa，延伸率多15%的优良力学性能，镀 层均匀、致密，产品既具有良好的强韧性又具有优良的耐腐蚀性能，能满足建筑、汽车等高 屈服强度，高延伸率要求。还可用于家电、电梯等电器设备，实现高强减薄。
[0010] 为实现上述目的，本发明的技术方案是：
[0011] 一种屈服强度500MPa级高延伸率热镀铝锌及彩涂钢板，其化学重量百分比为：C : 0? 07%~0? 15%，Si :0? 02%~0? 15%，Mn :1. 3%~1. 8%，S 彡 0? 01%，N 彡 0? 004%， Ti < 0. 15%，Nb < 0.050%，其余为Fe和其他不可避免夹杂；且需要同时满足如下条件：
[0012] (C+Mn/6) ^ 0. 3% ；
[0013] Mn/S 彡 150 ;
[0014] 不含 Ti 时，Nb 满足 0? 01%彡（Nb-0. 22C-1. 1N)彡 0? 05% ;
[0015] 不含 Nb 时，Ti 满足 0.5 彡 Ti/C 彡 1.5;
[0016] Ti、Nb 复合加入时，0? 04%彡（Ti+Nb)彡 0? 2%。
[0017] 本发明所述钢板的显微组织为包括铁素体、渗碳体、细小的析出物以及贝氏体、马 氏体、变形带状晶粒中至少一种组织的复相组织。
[0018] 本发明钢板的屈服强度彡500MPa，抗拉强度彡550MPa，断后伸长率彡15%。
[0019] 另外，本发明热浸镀铝锌后钢板表面为细小均匀的银白色锌花。
[0020] 本发明彩涂板表面涂覆的涂料涂层根据涂料类型分为氟碳、聚酯（PE)、硅改性聚 酯（SMP)、高耐候聚酯（HDP)或聚偏氟乙烯（PVDF)。
[0021] 本发明成分设计中：
[0022] 本发明采用添加微量合金元素Nb，Nb在钢中可以形成Nb(C，N)等析出物。本发明 单纯添加他时，成分设计满足公式0.01%<(他-0.22(：-1.謂）<0.05%时，他与（：、~形 成足够、细小的中间相起到了强化材质的作用。
[0023] 本发明钢基板中C是最有效，最便宜的固溶强化元素，随着C含量的增加固溶强化 作用增加。同时，如上所述因Nb的添加形成了细小的NbC也有效地提高了材料的强度。
[0024] 本发明钢基板中C、Si是最有效，最便宜的固溶强化元素，随着C、Si含量的增加 固溶强化作用增加。但Si会在钢带表面富集且富集较C元素明显，严重影响带钢的浸润行 为，因此需严格控制Si含量。
[0025] 本发明采用添加Mn元素，在冷却时Mn可降低相变温度，细化铁素体晶粒，再结晶 停止温度和相变开始温度的区间加大，提高钢的淬透性，在镀后冷却过程中发生贝氏体或 马氏体转变。碳素钢中，C当量决定其强度性能，材料的强度便通过大量试验数据的统计简 单地以碳当量来表示，因此本发明要求（C+Mn/6)彡0.3%。另外，Mn在钢水中可以无限互 溶，Mn主要起固溶强化作用，由于钢水中残留一定量的S元素，S元素有增加板坯的热脆性， 恶化钢的力学性能等负面作用，为了降低S的负面作用，要提高钢板中的Mn/S值，因此本发 明控制Mn含量：150彡Mn/S，可以有效降低S的负面影响。
[0026] 本发明添加Nb后形成大量细小的析出物弥散于基体，强化基体。添加Mn元素，扩 大了奥氏体区，提高了钢板的淬透性，配合镀后快速冷却技术，可获得部分贝氏体或马氏体 强化相。
[0027] 本发明采用添加微量合金元素Ti，Ti在钢中可以形成TiC、TiN等析出物。本发明 单纯添加Ti时，成分设计0. 5 < Ti/C < 1. 5,可大量形成特殊碳化物TiC，是良好的弥散强 化增强体。
[0028] 本发明采用复合添加微量合金元素11、他时，可形成他((：，沁、11(：、1^〇1、他） (C，N)等具有强化作用的细小析出物，强化基体。
[0029] 本发明的一种屈服强度500MPa级高延伸率热镀铝锌及彩涂钢板的生产方法，包 括如下步骤：
[0030] 1)冶炼、铸造
[0031] 按照上述成分冶炼、铸造得铸坯；
[0032] 2)热车L、酸洗
[0033] 热出炉温度1150~1280°C，热乳终乳温度830~890°C，热乳卷取温度500~ 650°C ;热乳后冷却方式为水冷；
[0034] 3)冷乳
[0035] 控制累计压下率在70~80%，形成钢带；
[0036] 4)连续退火
[0037] 在无氧化连续退火镀铝锌炉内进行，包括直燃加热段，辐射管加热段，均热段， 镀前冷却段，热张力辊区与热浸镀段，镀后冷却；直燃加热段时间为20~60s，加热温度 650~710°C ;辐射管加热段为30~60s，加热温度750~840°C ;均热温度750~840°C， 保温段为1~l〇s，镀后冷却段为8-15s，热张力辊区与热浸镀时间为8~12s ;镀后冷却冷 却速度彡20°C /s ;
[0038] 5)热浸镀
[0039] 将钢带浸入锌锅中进行热镀处理，镀液成分重量百分比为：A1 :48~58%，Zn : 40~50%，Si : 1.0~2.0%，Ti :0. 005~0.050%，其余为不可避免的杂质；锌锅温度 550~610°C，得到高强度低合金热镀铝锌钢带；
[0040] 6)光整、拉矫
[0041] 平整率：0? 25% ±0. 2,拉矫率：0? 2% ±0. 2。
[0042] 进一步，还包括步骤7)彩涂，彩涂的涂料涂层根据涂料类型分为氟碳、聚酯（PE)、 硅改性聚酯（SMP)、高耐候聚酯（HDP)或聚偏氟乙烯（PVDF)。
[0043] 优选的，步骤4)镀后冷却采用喷冷气或气雾冷却。
[0044] 本发明所述钢板的显微组织为包括铁素体、渗碳体、细小的析出物以及贝氏体、马 氏体、变形带状晶粒中至少一种组织的复相组织。
[0045] 本发明钢板的屈服强度彡500MPa，抗拉强度彡550MPa，断后伸长率彡15%。
[0046] 在本发明制造方法中，本发明采用直火快速加热、短时保温以及快速冷却方式实 现快速热处理，细化组织，提高强度和延伸率。采用镀后喷冷气或气雾冷却方式，可细化晶 粒并获得强化相。
[0047] 本发明采用直火加热，提高加热速度，同时缩短保温时间至1~10s，抑制了晶粒 长大，可实现快速热处理，细化晶粒。
[0048] 在退火热镀铝锌过程中，细小的析出物对位错的钉扎及对亚晶界的迀移起到阻碍 作用，抑制再结晶晶粒长大，细化晶粒，使钢的屈服强度和抗拉强度提高，从而起到强化材 质的目的，同时保持良好的塑性。
[0049] 采用镀后快速冷却：喷冷风、喷气雾冷却方式，细化晶粒并获得强化相。气雾冷却 是在喷气冷却的保护气中加入微细液滴的水雾，然后以一定角度和射速喷射到带钢表面， 使带钢表面的热