专利名称：：具有优良成形性的高强度冷轧板及其生产方法
技术领域：
：本发明属于钢铁产品
技术领域：
，尤其涉及一种成形性优良的高强度冷轧板及其生产方法。技术背景'国内外汽车厂普遍采用Stl3和Stl4等软钢做汽车的冲压件，这类钢在冲压过程中钢板很容易变形，但由于强度低，其抗碰撞和凹陷的能力低，安全性能不好，所以不利于保护驾乘人员。采用高强钢板不仅可以解决此类问题，同时，由于钢的强度的增加，钢板的厚度也可降低，从而减轻汽车的重量，在能源紧张的今天，就能有效降低油品消耗，提高资源利用率，也有利于汽车厂占领销售市场。目前，采用磷作为主要强化元素生产高强钢的工艺国内外都有报道，虽然工艺相似，但是实现方式有着明显的区别。有的设计采用高锰含量，其缺点是钢的各向异性大。例如，申请号为99118334.7，名为"高强度加磷钢及其制造方法"的中国专利，该专利采用的设计方案是高碳、加磷，不添加合金元素，通过磷在晶界处的偏析，达到晶粒细化的目的，实现钢的强度的提高，采用该方式生产的产品塑性指标不好，造成深加工时，钢的成形性不好。还如申请号为200510051717.X，名为"高强度冷轧钢板及其制造方法"的中国专利，该专利采用的是高Mn，高Als，八18含量为0.1%1.0%，冶炼时需要添加大量的铝铁，使成本增加。
发明内容本发明的目的在于克服上述现有技术所存在的缺陷，提供一种能够满足汽车工业需要，具有优良成形性的高强度冷轧板及其生产方法。本发明是这样实现的该具有优良成形性的高强度冷轧板的化学成分重量百分比C《0.0040%、Si:0.02%0.15°/。、Mm0.20%1.00%、P:0.02%0.09%、S《0.025o/o、ALS《0.06%、Ti:0.015%0.06%、Nb:0.01%0.05%、N《0.005°/。，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明高强度冷轧板的化学成分重量百分比优选可以是C《0.0040%、Si:0.02%0.10o/o、Mn:0.20o/o0.55%、P:0.02%0.05%、Ti:0.015%0.045%、Nb:0.01%0.04%，余量为Fe和不可避免的杂质；也可以是C《0.0040%、Si:0.02%0.10%、Mn:0.30%0.70%、P:0.05%0.07%、Ti:0.03o/。0.06%、Nb:0.01%0.04%，余量为Fe和不可避免的杂质；还可以是C《0.0040%、Si:0.04%0.15%、Mn:0,70%1.00o/o、P:0.05%0.09%、Ti:0.03%0.06o/o、Nb:0.02%0.05%，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明钢中还可以添加B，其含量重量百分比为0.0003%0.0015%。本发明所述具有优良成形性的高强度冷轧板的生产方法包括冶炼、连铸、热轧、冷轧、连续退火、精整，其特点是所述热轧的钢坯加热温度为11701270°C，热轧终轧温度为850960°C，巻取温度为650760°C;冷轧压下率为60°/。82%;退火温度为760880°C，保温时间60210s，缓冷段温度63070(TC，快冷段出口温度300500°C;平整延伸率0.5%1.0%。本发明高强度冷轧板所述的冷轧压下率优选为70%75%;所述的退火温度优选为800820°C，保温时间优选为120180s。本发明成分设计理由本发明含磷高强度钢板具有超低碳、微合金化、钢质纯净等特点，具有较低的屈服强度和较高的抗拉强度，同时，在钢中添加了一定的Nb、Ti合金，使钢中的C、N以第二相的形式在钢中存在，使钢具有高的塑性。钢中添加了P、Mn、Si含量能使钢的强度提高，但塑性指标会降低，因此，必须制定合理的成份设计方案。Ti含量添加过多将在钢中以固溶形式存在，同时，在高温时Ti容易与钢中的P反应，生成化合态的FePTi，FePTi降低了磷的固溶强化作用，对钢的强度降低和r值降低，因此，应适量控制钢中的Ti含量。Ti含量低，钢中的C、N原子不能完全固定，对钢的塑性不利；Ti含量高造成生产成本的浪费。本发明Ti含量控制在0.015%0.06%。为了降低Ti钢的各向异性，钢中需要添加一定的Nb，在Ti+Nb处理的高强IF钢板中，过量Nb的加入将使钢中固溶的Nb原子量增多，不利于再结晶进行，使钢的再结晶温度和时间延长。Nb含量低，钢中的C、N原子不能完全固定。本发明将Nb含量控制在0.01%0.05%。考虑到钢中FePTi的析出温度低于钢中的C、N与Ti、Nb反应的析出温度，在成分设计上理论上应考虑到Ti、Nb的添加应符合Ti=4*C+3.43*N+1.5S及Nb=7.76*C，在Ti的最大添加量上，应保证Ti与钢中的C反应形成析出相后，剩余的固溶C能够与钢中的Nb反应，以析出相形式存在。P:是一种有害元素，会增加钢的脆性，但在低碳钢中适当增加磷含量，对钢的成形性能影响不大，但可大大提高钢的强度。磷含量添加过低，对钢的强度影响不大，过高则钢的脆性和偏析，影响塑性，因此，P含量设计范围为0.02%0.09%。Mn在钢中是固溶强化元素，能改善钢的强度，同时，Mn能够与钢中的S、Ti、C、N以复合第二相的形式析出，使钢中的析出相增大，改善钢的塑性。Mn含量设计范围为0.20%1.00%，根据钢的强度级别来调整钢中Mn含量上、下限。Si在钢中是固溶强化元素，改善钢的强度，但Si含量过高将影响钢的塑性。Si含量设计范围为0.02%0.15%，根据钢的强度级别来调整钢中Si含量上、下限。Al:抑制氮在铁素体内的固溶，消除应变时效，提高低温塑性。B:在超低碳钢中，P元素容易在晶界处偏析，添加少量B后，由于B在IF钢中聚集于晶界，使晶界结合力得以增强，同时，B抑制了P在晶界处的偏析，克服了晶界脆性。复合添加B与Nb可使含Ti的IF钢退火组织晶粒明显细化。B元素添加少，起不到上述的作用，B元素添加过量，容易造成钢板硬化，影响塑性。本发明采用了在钢中添加了一定的Nb、Ti合金及P、Mn、Si等固熔强化元素，使钢具有低的屈服强度和高的抗拉强度及较好的塑性，适合汽车表面件和内部结构件的使用，同时，即便该产品在生产中出现问题时也容易改判其它产品，能够降低损失。本发明工艺路线铁水预处理一转炉一精炼(RH)—连铸一热连轧一冷轧酸洗机组一冷轧一连续退火一精整机组一包装。本发明工艺设计理由本发明热轧钢坯加热温度为11701270°C，热轧终轧温度为850960°C，采用高温巻取，巻取温度为650760'C，这是为了确保钢能够在再结晶温度以上热轧形成细小均匀的铁素体和大而均匀分布的二相粒子。本发明冷轧工艺通过合理的压下率，在获得高的R值的同时，能够获得高的延伸率。冷轧压下率的增加，使冷轧后的组织中破碎的再结晶贮能增加，在冷轧退火过程中，再结晶形核质点增加，再结晶开始时间提前。在随后的保温阶段，晶粒长大的时间相对延长，有利于得到大的晶粒及第二相的析出、聚集，形成有利织构，获得好的延伸率和R值有利，但是如果冷轧采用的压下率过大，会造成钢中再结晶形核质点过多，7而晶粒长大的驱动力主要来自于晶界之间的界面能，界面能界差异增大，这样，容易造成钢内部晶粒不均匀，影响钢的延伸率。本发明将冷轧压下率控制在60%82%，最佳的压下率为70%75%，此时，可以获得高的R值和高的延伸率。退火保温阶段对深冲性能至关重要的纤维织构也在此阶段形成，因此，退火工艺对高强IF钢的深冲性能起决定作用。随着退火温度的提高，晶粒增大。这说明了退火温度越高，再结晶及再结晶晶粒长大越充分，对深冲性能越有利，但钢的屈服强度和抗拉强度将降低，而延伸率和R值、n值增加。因此，需要制定合理的热处理温度，既能获得高的屈服强度又能获得好的延伸率和R值、n值是生产含磷钢热处理的关键。本发明退火温度为760°C880°C，最佳的退火温度为800°C820°C;合理的保温时间是60210s，最佳的保温时间为120180s，能够获得强度和塑性等综合性指标都非常好的效果。含磷钢不能够重新退火，因为重新退火后，将使钢中的FeTiP相的析出，TiNbCN较大的复合二相粒子，发生回熔。保温时间过短，将使再结晶不充分，二相粒子不能充分的聚集。使晶粒过细，影响钢的延伸率。保温时间的增加为二相粒子的均匀长大和偏聚提供了时间，钢中会出现TiNbCN较大的复合二相粒子。但是，随着保温时间的继续增加，钢中细小的二相粒子，呈现偏聚现象，因此对晶界的钉扎作用较大，阻碍位错运动，对退火织构的发展不利，阻碍再结晶织构的发展，影响钢的延伸率。本发明将缓冷段温度控制在630700°C，快冷段出口温度控制在300500°C，平整延伸率为0.5%1.0%，这有利于获得好的性能。本发明含磷高强度钢板具有超低碳、微合金化、钢质纯净等特点，在钢中添加了一定的Nb、Ti合金，使钢中的C、N以第二相的形式在钢中存在，使钢具有高的塑性，而且钢的各向异性比通常的超低碳钢小。采用相应的热轧、冷轧和退火工艺，生产出的钢具有良好的成形性和很高的强度，能满足高强度汽车冲压件性能指标的要求。本发明成本增加不大，但效果稳定，经济效益显著。具体实施例方式下面通过实施例对本发明作进一步的描述。表1为本发明实施例钢板的化学成分。表2为本发明实施例的轧制工艺参数。表3为本发明实施例的连续退火工艺参数。表4为本发明实施例钢板的检测性能。表l本发明实施例钢板的化学成分(wt，％)实施例CSiMnPSAlsTiNNbB10.00210.050.520.0450.0100.0350.0430.00240扁-20.00250.030.540.0410.0110.0330.0250.00340.040-30扁90.090.310.0240.0090.0290.0420扁40扁-40細70.080.330馬0.0070.0270.0450.00180.039-0.00270.080.600.0630.0070.0270.0470細80.031-60.00170.050.580.0550.0120.0420.0410.00280.037-70.00280.080.630.0670.0120.0420.0450皿20扁-80扁50.040.680.0690.0120.0420.0550.00290.017-90.00230.090.920.0620扁0.0390.0420扁50扁-100.00210.120.880.0690.0130.0390.0490扁70.028-110扁80.110.760.0830扁0.0290.0530扁70.025-120.00240.090.250.0390.0110.0480.0440扁20.0320扁9130.00180.060.510.0320細0.0370.0550皿50.0240扁2140.00160.080.920.0550扁0.0420.0330.00250.0440細69<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>权利要求1.一种具有优良成形性的高强度冷轧板，其特征在于该钢的化学成分重量百分比为C≤0.0040％、Si0.02％～0.15％、Mn0.20％～1.00％、P0.02％～0.09％、S≤0.025％、ALs≤0.06％、Ti0.015％～0.06％、Nb0.01％～0.05％、N≤0.005％，余量为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的高强度冷轧板，其特征在于该钢的化学成分重量百分比为Si:0.02%0.10%、Mn:0.20%0.55%、P:0.02%0.05%、Ti:0.015%0.045o/o、Nb:0.01%0.04%。3.根据权利要求1所述的高强度冷轧板，其特征在于该钢的化学成分重量百分比为Si:0.02%0.10%、Mm0.30%0.70%、P:0.05%0.070/o、Ti:0.03%0.06%、Nb:0.01o/o0.04o/o。4.根据权利要求1所述的高强度冷轧板，其特征在于该钢的化学成分重量百分比为Si:0.04%0.15%、Mn:0.70°/。1.00°/。、P:0.05%0.09%、Ti:0.030/o0.06%、Nb:0.02%0.05%。5.根据权利要求l、2、3或4所述的高强度冷轧板，其特征在于钢中还含有B，其重量百分比为0.0003%0.0015%。6.—种权利要求15中任一项所述高强度冷轧板的生产方法，包括冶炼、连铸、热轧、冷轧、连续退火、精整，其特征在于所述热轧的钢坯加热温度为U701270'C，热轧终轧温度为850960°C，巻取温度为650760°C;冷轧压下率为60%82%;退火温度为760°C880°C,保温时间60210s，缓冷段温度63070(TC，快冷段出口温度30050(TC;平整延伸率0.5%1.0%。7.根据权利要求6所述的高强度冷轧板的生产方法，其特征在于所述的冷乳压下率为70%750/0。8.根据权利要求6所述的高强度冷轧板的生产方法，其特征在于所述的退火温度为800820°C，保温时间为120180s。全文摘要本发明提供一种具有优良成形性的高强度冷轧板，其化学成分C≤0.0040％、Si0.02％～0.15％、Mn0.20％～1.00％、P0.02％～0.09％、Ti0.015％～0.06％、Nb0.01％～0.05％，余量为Fe。其生产方法包括冶炼、连铸、热轧、冷轧、连续退火，热轧的钢坯加热温度1170～1270℃，热轧终轧温度850℃～960℃，卷取温度650～760℃；冷轧压下率为60％～82％；退火温度760～880℃，保温时间60～210s，缓冷段温度630～700℃，快冷段出口温度300～500℃；平整延伸率0.5％～1.0％。本发明含磷高强度钢板具有超低碳、微合金化、钢质纯净等特点。在钢中添加一定的Nb、Ti合金，使钢具有高的塑性。采用相应的轧制和退火工艺，使钢的性能指标达到高强度汽车冲压件的要求。文档编号C22C38/14GK101684533SQ20081001348公开日2010年3月31日申请日期2008年9月27日优先权日2008年9月27日发明者丛劲松,宁于,毅何,嵩刘,安晓光,卫杨,越王,王春刚,赵永悦,黄秋菊申请人:鞍钢股份有限公司