平面各向同性優(yōu)良屈服強度為180MPa級別的冷軋沖壓用鋼及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明具體地指一種平面各向同性優(yōu)良的冷乳沖壓用鋼及其制造方法，該冷乳沖壓用鋼為應用于汽車內(nèi)外部覆蓋件。
【背景技術】
[0002]各向同性鋼(IS，isotropysteel)具有低 Ar 值(Ar: (ro+r9o_2r45)/2)的特點，成形時材料在各個方向上穩(wěn)定流動和相互協(xié)調(diào)，有利于獲得良好的加工成形性，尤其對于沖壓杯狀物件，壁厚減薄均勻且制耳很小，多用于電池殼類、汽車外板件的沖制。當前，具有各向同性特性的產(chǎn)品主要采用0.01?0.05% C設計，屈服強度在220MPa級別、260MPa級別和300MPa級別，無法滿足部分成形更為復雜的零件沖壓。需要一種深沖性能優(yōu)良的，同時又具有平面各向同性優(yōu)良的鋼板滿足復雜成形的汽車覆蓋件的使用。
[0003]目前，冷乳各向同性特性鋼板屈服強度在220MPa級別、260MPa級別、300MPa級別。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題就是提供一種平面各向同性優(yōu)良的冷乳沖壓用鋼及其制造方法，本發(fā)明制備得到的屈服強度為ISOMPa級別的冷乳沖壓用鋼具有各項同性特性的冷乳產(chǎn)品，沖壓性能優(yōu)良，滿足復雜成形的汽車覆蓋件的使用。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種平面各向同性優(yōu)良屈服強度為ISOMPa級別的冷乳沖壓用鋼，所述冷乳沖壓用鋼的原料按重量百分比計為:C: 0.0040?0.0060%、Mn:0.10 ?0.30%、ALs:0.02 ?0.06%、Nb:0.005 ?0.020%、Si < 0.03 %、P < 0.015 %、N <
0.003%、(48/14)%的~<11、且11<0.010%、余量為？6及不可避免雜質(zhì)。
[0006]進一步地，所述冷乳沖壓用鋼的原料按重量百分比計為:C:0.0040?0.0060%、Mn:0.10?0.20%、ALs:0.03?0.04%、Nb:0.010?0.015%、S1:0.010?0.020%、P:0.002?0.012%川:0.001?0.003%、(48/14)%的~<11、且11<0.010%、余量為？6及不可避免雜質(zhì)。
[0007]再進一步地，所述冷乳沖壓用鋼的原料按重量百分比計為:C:0.0055%、Mn:0.17%、八1^:0.035%、他:0.012%、51:0.012%、卩:0.008%、10.0018%、11:0.008%、余量為Fe及不可避免雜質(zhì)。
[0008]再進一步地，所述冷乳沖壓用鋼％().2=180?23010^、抗拉強度1?111=300?38010^、伸長率A8q臟>36%、塑性應變比r9Q > 1.4、加工硬化指數(shù)n9Q 2 0.18且Ar < 0.20。
[0009]本發(fā)明還提供了一種平面各向同性優(yōu)良屈服強度為ISOMPa級別的冷乳沖壓用鋼的制備方法，該方法通過板坯加熱、高溫乳制、冷卻卷取、冷乳、連續(xù)退火、平整的六大步驟制備冷乳沖壓用鋼，其中，
[0010]I)板坯加熱過程中，板坯均熱溫度1260?1320°C;
[0011 ] 2)高溫乳制過程中，1100°C開乳，熱乳終乳結束溫度900?930°C，乳制厚度為3.0?5.0mm
[0012]3)冷卻卷取過程中，鋼板經(jīng)噴水冷卻到710?730°C進行卷取；
[0013]4)冷乳過程中，鋼卷自然冷卻到70?室溫，酸洗去掉表面氧化鐵皮，實施76?80%總壓下率進行冷乳，乳制厚度0.6?1.2mm;
[0014]5)連續(xù)退火過程中，在連續(xù)退火爐均熱段鋼板溫度810?840°C，在緩冷段冷卻到600°C后進行快速冷卻，快冷段冷卻速率-15?-30°C/s，冷卻到460?450°C后在過時效段進行處理，過時效段溫度為430?400°C;
[0015]6)平整過程中，過時效處理后的鋼卷經(jīng)過機組冷卻到室溫條件下，降低平整機張力<30噸，通過平整機乳制力實施1.0?1.4%平整延伸率。
[0016]本發(fā)明的原料的選擇
[0017]本發(fā)明的C含量降低(較低碳鋼)，提高塑性;鋼中保證適當?shù)腃，與Nb、Ti結合成二相粒子，有利于控制鋼的各向同性。
[0018]本發(fā)明添加成本低廉Mn元素，在鋼中起到固溶強化的作用，控制鋼的強度。
[0019]本發(fā)明中S在深沖鋼中是有害元素，在鋼中形成MnS、TiS等硫化物，應避免S含量過高，P在本鋼中作為有害元素控制。
[0020]本發(fā)明中Al在深沖鋼中是作為脫氧劑加入的，目的主要是去除冶煉時溶在鋼液中的氧，另外鋁作為定氮劑，可抑制氮在鐵素體中的固溶，消除應變時效，提高低溫韌性。
[0021]本發(fā)明中N的負面影響是造成鋼板屈服效應和應變時效，通過較少N元素的含量，以穩(wěn)定鋼板性能穩(wěn)定。
[0022]本發(fā)明添加微量的Ti元素主要用于固定鋼中的N元素，按照0.010 %>Ti> (48/14州％進行控制Ti的添加量。
[0023]本發(fā)明中Nb元素與C元素生成二相粒子NbC，一方面起到調(diào)控鋼中C元素的目的，另一方面，適當?shù)木夥植荚阡撝械亩嗔Ｗ佑欣诳刂飘a(chǎn)品的各向同性。
[0024]本發(fā)明工藝的選擇，采用1260?1320°C的板坯加熱溫度，主要用于鋼中Nb元素的均衡分布;采用高溫的終乳溫度和卷取溫度，結合高溫的連續(xù)退火均熱保溫設置，實現(xiàn)產(chǎn)品高的深沖性能；連續(xù)退火采用緩冷600°C以后才開始進行快冷，且快冷結束溫度在460-4501的高溫點，主要是避免過快的冷卻導致鋼板各向異性增大;采用430?400°C的過時效段處理有利于鋼中C元素分布更為均衡，有利于獲得各向同性特性;通過乳制力實施1.2?1.4%的平整延伸率，消除鋼板的屈服點延伸，避免鋼板0°、45°、90°的^1產(chǎn)生巨大差異，從而最終獲得理想的各向同性鋼產(chǎn)品。
[0025]本發(fā)明的有益效果在于:
[0026]本發(fā)明的冷乳沖壓用鋼屈服強度180MPa級(RpQ.2=180?230MPa，抗拉強度Rm =300?380MPa)，并具有優(yōu)良的深沖性能(伸長率A8ta >36%,塑性應變比r9Q >1.4,加工硬化指數(shù)n90 2 0.18。)，同時具有Ar < 0.20的特點。
[0027]本發(fā)明采用符合成分控制要求的鑄坯，熱乳采用高的板坯加熱溫度、高溫終乳、高溫卷取，獲得均勻的熱乳組織和有利深沖織構，提高最終產(chǎn)品的深沖性能;冷乳采用大冷乳壓下率、高溫連續(xù)退火，獲得深沖性能；降低快冷速率在-15?_30°C/s水平，配合溫度為430?400°C的過時效處理，達到穩(wěn)定元素在鋼中分布和均衡鋼中固溶C的作用，獲得各向同性特性;降低平整機張力<30噸，并通過乳制力實現(xiàn)1.0?1.4%的平整延伸率，一方面消除鋼板力學拉伸試驗的屈服平臺現(xiàn)象，另一方面避免大的張力破壞產(chǎn)品的各向同性特性。
【具體實施方式】
[0028]為了更好地解釋本發(fā)明，以下結合具體實施例進一步闡明本發(fā)明的主要內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于以下實施例。
[0029]實施例1
[0030]平面各向同性優(yōu)良屈服強度為ISOMPa級別的冷乳沖壓用鋼I，冷乳沖壓用鋼的原料按重量百分比為:C:0.0050%、Μη:0.20%、ALs:0.04%、Nb:0.010%、S1:0.03%、P:0.010%,N:0.001%,Ti:0.006%余量為Fe及不可避免雜質(zhì)；該冷乳沖壓用鋼I通過板坯加熱、高溫乳制、冷卻卷取、冷乳、連續(xù)退火、平整的六大步驟制備得到，其中，
[0031]I)板坯加熱過程中，板坯均熱溫度1280°C;
[0032]2)高溫乳制過程中，1100°C開乳，熱乳終乳結束溫度910°C，乳制厚度為3.5mm；
[0033]3)冷卻卷取過程中，鋼板經(jīng)噴水冷卻到720°C進行卷取；
[0034]4)冷乳過程中，鋼卷自然冷卻到35°C，開卷酸洗去掉表面氧化鐵皮，實施80%總壓下率進行冷乳，乳制厚度0.7mm;
[0035]5)連續(xù)退火過程中，退火爐均熱段鋼板溫度從820°C緩冷到600°C后進行快速冷卻，快冷段冷卻速率_15°C/s，冷卻到460°C后在過時效段進行處理，過時效段溫度為420°C;
[0036]6)平整過程中，過時效處理后的鋼卷經(jīng)過機組冷卻到室溫條件下，降低平整機張力<30噸，通過平整機乳制力實施1.2%平整延伸率。
[0037]冷乳沖壓用鋼I的RpQ.2 = 205MPa、抗拉強度Rm=324MPa、伸長率A8Qmm=39%、塑性應變比Γ9ο = 2.1、加工硬化指數(shù)n9Q = 0.19，且Ar = 0.18( < 0.20) 0
[0038]實施例2
[0039]平面各向同性優(yōu)良屈服強度為ISOMPa級別的冷乳沖壓用鋼2，冷乳沖壓用鋼的原料按重量百分比為:C:0.0040%、Μη:0.30%、ALs:0.02%、Nb:0.020%、S1:0.013%、P:0.015%、N: 0.002%、T1: 0.008 %，余量為Fe及不可避免雜質(zhì)；該冷乳沖壓用鋼2通過板坯加熱、冷卻卷取、冷乳、高溫終乳、高溫卷取的五大步驟制備得到，其中，
[0040]I)板坯加熱過程中，板坯均熱溫度1260°C ；
[0041]2)高溫乳制過程中，1100°(3開乳，熱乳終乳結束溫度900°(3，乳制厚度為4.0111111;
[0042]3)冷卻卷取過程中，鋼板經(jīng)噴水冷卻到710°C進行卷??；
[0043]4)冷乳過程中，鋼卷自然冷卻到室溫，開卷酸洗去掉表面氧化鐵皮，實施80%總壓下率進行冷乳，乳制厚度0.8mm;
[0044]5)連續(xù)退火過程中，退火爐均熱段鋼板溫度從810°C