一種350MPa級厚規(guī)格熱鍍鋅鋼及生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鍍鋅鋼及生產(chǎn)方法，具體地屬于一種350MPa級厚規(guī)格熱鍍鋅鋼 及生產(chǎn)方法，其鋼板的厚度規(guī)格為2. 5~3. 0_。
【背景技術(shù)】
[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(wù)車選材普遍采 用高強(qiáng)度厚規(guī)格冷乳熱鍍鋅板替代熱乳板。同時(shí)，在鋼結(jié)構(gòu)、建筑等行業(yè)對剛度、美觀與安 全的要求日益提高，必然引領(lǐng)具備高剛度、高表面質(zhì)量、優(yōu)異耐腐蝕性能的高強(qiáng)度厚規(guī)格冷 乳熱鍍鋅鋼的市場應(yīng)用需求。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)和產(chǎn)品大多采用高C、Si、Μη等固溶強(qiáng)化元素以實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度，必然帶來表 面質(zhì)量和焊接性能的惡化；部分產(chǎn)品利用冷硬態(tài)加工硬化、控制回復(fù)再結(jié)晶程度實(shí)現(xiàn)高強(qiáng) 度，但產(chǎn)品成型性能和性能均勻性惡化。同時(shí)，采用美鋼聯(lián)法立式退火爐生產(chǎn)2. 5_厚度規(guī) 格以上存在通板風(fēng)險(xiǎn)。
[0004] 經(jīng)檢索，中國專利申請?zhí)枮镃N103146998Α的文獻(xiàn)，披露了一種400MPa級以 上鍍鋅高強(qiáng)結(jié)構(gòu)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(xì)化和析出強(qiáng)化機(jī)理，但其成分Si含量較高，由于"Sandelin效應(yīng)"惡化厚鋅層表面質(zhì) 量，且由于采用美鋼聯(lián)法立式退火爐生產(chǎn)，導(dǎo)致生產(chǎn)2. 5~3. 0mm厚規(guī)格存在困難。
[0005] 中國公布號為CN102676759的專利文獻(xiàn)，公開了控制退火溫度生產(chǎn)390-500MPa 結(jié)構(gòu)級鍍鋅產(chǎn)品。其通過控制產(chǎn)品回復(fù)再結(jié)晶程度，以實(shí)現(xiàn)不同強(qiáng)度級別目的，退火溫度在 580-650°C范圍內(nèi)。其產(chǎn)品組織因?yàn)槲赐耆俳Y(jié)晶狀態(tài)，故不能保證組織、性能的均勻性，不 適應(yīng)于輥壓成形用地板等零件的制造；且該專利提及的產(chǎn)品厚度規(guī)格上限為2. 0mm，針對 替代熱乳板的高強(qiáng)度熱鍍鋅板厚度規(guī)格在2. 5-3. 0mm范圍，無法通過該專利生產(chǎn)方法實(shí)現(xiàn) 退火溫度的精準(zhǔn)控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種厚度在2. 5~3. 0mm，具有優(yōu)異的彎曲成 形性能、鍍層重量在275g/m2的厚鋅層表面質(zhì)量和性能均勻性的350MPa級厚規(guī)格熱鍍鋅鋼 及生產(chǎn)方法。
[0007] 實(shí)現(xiàn)上述目的的措施： 一種350MPa級厚規(guī)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(zhì)。
[0008] 生產(chǎn)一種350MPa級厚規(guī)格熱鍍鋅鋼的方法，其步驟： 1) 經(jīng)鐵水脫硫后進(jìn)行轉(zhuǎn)爐冶煉，并控制出鋼溫度不低于1670Γ; 2) 進(jìn)入氬站進(jìn)行處理，并控制氬流量在40~60Nm3/h，處理時(shí)間為不少于7min; 3) 采用氬封保護(hù)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(jìn)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(jìn)行卷取，控制卷取溫度在550~650°C; 7) 經(jīng)風(fēng)冷冷卻后進(jìn)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(jìn)行熱鍍鋅，其中： 在熱鍍鋅加熱爐的預(yù)熱段及直燃段，控制空氣與燃?xì)獾谋壤禂?shù)在0. 95-0. 98 ;在輻 射管加熱段、均熱段及噴冷段是在保護(hù)氣體的作用下進(jìn)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(yùn)行速度在48-54m/min內(nèi)任意一個(gè)值固定 運(yùn)行；同時(shí)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(fā)明各元素的作用及機(jī)理 C:碳是最有效的間隙固溶強(qiáng)化元素，因此隨著碳含量的增加，鋼種強(qiáng)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(yīng)就愈 劇烈，鐵的損失愈大，鋼基參加反應(yīng)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(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度也相應(yīng)增大，特別是碳在組織中以滲碳 體(或珠光體)形式存在時(shí)能產(chǎn)生很大的相變強(qiáng)化作用。各種試驗(yàn)結(jié)果表明，鋼中每增加〇. 1%碳含量，其屈服強(qiáng)度平均提高28MPa、抗拉強(qiáng)度平均提高70MPa。
[0010] Si:硅為置換固溶強(qiáng)化元素，但高硅含量易在表面被氧化生產(chǎn)Si02引起圣德林效 應(yīng)，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(shí)，由于 退火時(shí)添加元素會(huì)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(huì)妨礙與鋅 液的粘著性。在粘著性差的情況下，就會(huì)發(fā)生所謂的"鍍不上鋅"（影響產(chǎn)品外觀質(zhì)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(nèi)。
[0011] Μη:錳是鐵素體置換固溶元素，通過固溶強(qiáng)化提高鋼的強(qiáng)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(shí)，容 易發(fā)生成分偏析、在晶界處偏聚，鋼容易發(fā)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(huì)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(shè)計(jì)，必須嚴(yán) 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(jié)晶，細(xì)化了轉(zhuǎn)變后的晶粒。但對于低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼，隨著Als的增加，鋼中夾雜物數(shù)量 增多，夾雜物尺寸也將變大，鋼質(zhì)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(jī)理主要是通過細(xì)化晶粒和沉淀析出強(qiáng)化來提高 鋼的強(qiáng)度，是強(qiáng)烈的碳、氮化合物形成元素，在鋼中主要以Nb(C、N)