一种高强度冷轧钢板及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种高强度冷轧钢板，其在钢板的厚度方向上从外向内依次包括：还原铁层、内氧化层(Si氧化物及Si、Mn复合氧化物之中的一种或几种形成的致密颗粒)、脱碳层和基体。还原铁层不含有Si、Mn的氧化物；内氧化层含有Si的氧化物以及Si、Mn复合氧化物之中一种或几种形成的致密颗粒。本发明专利技术公开了该高强度冷轧钢板制造方法，包括步骤：(1)冶炼和连铸(2)热轧(3)酸洗和冷轧(4)连续退火：在800～920℃退火，保温30～200s，后以3～10℃/s冷速缓冷至680～750℃，获得一定比例的铁素体；以50～1000℃/s的冷却速度快冷至220～320℃，使奥氏体部分转变为马氏体；再将加热至360～460℃，保温100～500s，最后冷却至室温；其中加热段和保温段气氛采用N2+H2混合气体，H2的体积百分比含量为0.5-20％。20％。20％。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度冷轧钢板及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种金属材料及其制造方法，尤其涉及一种冷轧钢板及其制造方法。

技术介绍

[0002]随着汽车行业的迅速发展，行业对于车身轻量化要求的不断提高，相应地，先进高强度钢在车身上的应用比例开始逐渐增大。先进高强钢不仅具有相变诱导塑性(TRIP)效应，还需要在保持高强度的同时，具有优良的成形性。这种高强钢是目前最具综合竞争力的车身轻量化用材。
[0003]在汽车行业追求车身轻量化的同时，生产过程中节能减排的环保要求也给汽车行业带来更大挑战。在涂装环节，前处理、电泳、面漆、清漆等主题单元都面临更严格的污染物排放限值。在前处理工序，脱脂-水洗-表调-磷化是目前应用最广泛的磷化工艺，但该技术使用较多含Zn、Ni离子和磷酸盐、亚硝酸盐的试剂，耗能大，废渣多，排放物易污染水体。以脱脂-水洗-锆化/硅烷为代表的新型绿色前处理工艺，因其具有处理时间短，能耗低，成渣少，不含磷、镍、亚硝酸盐等有害物质，工艺管理简单等优点，逐渐替代磷化工艺，成为涂装前处理的首选。
[0004]新型绿色前处理工艺与传统磷化工艺相比，因为缺少表调环节，水洗后至锆化/硅烷处理前，钢板裸露在湿空气中，更易发生锈蚀行为；而锆化/硅烷处理后的钢板表面皮膜很薄，只有磷化皮膜的1/20～1/50，覆盖能力弱，因此对钢板的表面质量也提出了更高要求。
[0005]为提高先进高强钢的强度和成形性，钢中添加Mn、Si元素被公认为是有效的方法。在退火过程中，Si、Mn等元素会在钢板表面富集形成氧化物，这些氧化物与钢板基体形成原电池反应，在潮湿的空气中极易发生锈蚀。因此，这类钢板在新型绿色前处理工艺中，水洗后发生锈蚀，导致锆化/硅烷化处理不良，严重影响和制约着材料的使用。因此，有必要开发一种在新型绿色前处理工艺下具有优良耐蚀性的高强度高成形性冷轧钢板。
[0006]公开号为CN10910441B，公开日为2013年4月24日，名称为“一种具有优异可加工性的高强度冷轧钢板和镀锌钢板及制造其的方法”的中国专利文献公开了一种高强度钢板，其成分按重量百分比计为：C：0.04～0.25％，N：70-300ppm，N-14/27Al≥70ppm，Mn：0.2～3.0％,Si：0.5～2.0％，P：0.01～0.1％，Al≤0.005％，Sb：0.001～0.05％，S≤0.02％，余量为Fe及其他不可避免杂质。其组织为70％或更多的铁素体，其余为贝氏体和奥氏体复合结构。其冷轧钢板制造工艺为：钢坯加热至1100～1250℃，在Ar3-950℃温度下终轧，在450～700℃卷取，酸洗冷轧后在750～830℃温度下进行退火，退火在满足等式G＝G0+RTLn(P
H2
/P
H2O
)的还原性气氛下进行。需要指出的是，在该专利文献所公开的技术方案中退火露点控制在-10℃及以下，无法有效抑制Si氧化物在钢板表面的富集，加入Sb改善钢板表面质量，增大了制造成本。
[0007]公开号为CN10413644A，公开日为2014年11月5日，名称为“含Si高强度冷轧钢板及其制造方法以及汽车构件”的中国专利文献公开了一种抗拉强度在780MPa以上的含Si高强
冷轧钢板及制造方法，其成分按重量百分比计为：C：0.02～0.3％，Si：0.8～2.0％，Mn：1.0～5.0％，Si/Mn大于0.4，余量为Fe和不可避免的杂质构成，钢板表面的金属组织中含有Si浓度为3.0％以下、粒径为10μm以下的多边形铁素体和/或贝氏体铁素体，并且钢板表面不具有含Si的氧化物层。其制造方法为：对满足成分的钢坯加热，在850～940℃终轧，400～570℃卷取，冷轧，在760～830℃均热，以10℃/s以上的速度快冷至300～500℃，然后使用硝酸和/或氢氟酸与盐酸混合而成的酸洗液，对连续退火形成的钢板表层部分的含Si氧化物层进行强酸洗而除去。需要指出的是，在该专利文献所公开的技术方案中，使用硝酸/氢氟酸对钢板进行酸洗，将使高强度钢板的延迟开裂性能变差，而且不利于环保，增加了生产成本。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的之一在于提供一种高强度冷轧钢板，该高强度冷轧钢板的抗拉强度≥980MPa，均匀延伸率≥13％，断裂延伸率≥20％，具有优良耐蚀性和成形性，钢板因表层不再形成原电池的电化学反应，可以满足新型绿色前处理工艺对钢板的耐蚀性要求。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种高强度冷轧钢板，其在钢板的厚度方向上从外向内依次包括：还原铁层、内氧化层、脱碳层和基体；其中所述还原铁层不含有Si、Mn的氧化物；所述内氧化层含有Si的氧化物以及Si、Mn复合氧化物之中的一种或几种所形成的致密颗粒。
[0010]进一步地，在本专利技术所述的高强度冷轧钢板中，按照钢板的单面计，所述内氧化层的厚度为1-5μm。
[0011]进一步地，在本专利技术所述的高强度冷轧钢板中，按照钢板的单面计，所述脱碳层厚度为10-30μm。
[0012]进一步地，在本专利技术所述的高强度冷轧钢板中，其含有质量百分比如下的下述化学元素：
[0013]C：0.15～0.25％；
[0014]Si：1.00～2.00％；
[0015]Mn：1.50～2.50％；
[0016]Al：0.03～0.80％；
[0017]并且Al和Si元素还满足Al+Si≤2.00％。式中Al和Si均表示相应元素的质量百分含量。
[0018]进一步地，在本专利技术所述的高强度冷轧钢板中，其各化学元素质量百分比为：
[0019]C：0.15～0.25％；
[0020]Si：1.00～2.00％；
[0021]Mn：1.50～2.50％；
[0022]Al：0.03～0.80％；
[0023]余量为Fe和其他不可避免的杂质；
[0024]其中Al和Si元素还满足Al+Si≤2.00％。式中Al和Si均表示相应元素的质量百分含量。
[0025]在本专利技术所述的技术方案中，采用了普通碳硅锰钢成分设计，充分利用了C、Si、
Mn、Al元素对材料相变的影响规律，在保证高强度的同时得到优良的成形性。各化学元素的设计原理具体如下所述：
[0026]C：在本专利技术所述的高强度冷轧钢板中，C在奥氏体中的溶解度远高于其在铁素体中的溶解度，可延长奥氏体转变前的孕育期，降低Ms温度。需要说明的是，钢中C的质量百分比越高，残余奥氏体的分数越多，在淬火-配分工艺的配分阶段，C在残余奥氏体中的富集程度越高，有利于增强残余奥氏体稳定性，产生TRIP效应，提高材料延展性。此外，C也是钢中最基本的固溶强化元素。但需要注意的是，钢中C的质量百分比过高会降低钢的焊接性，当钢中的C的质量百分比超过0.25％时，淬火后容易出现较多孪晶，会增加裂纹敏感性。因此在本专利技术所述的高强度冷轧钢板中控制C的质量百分比在0.15～0.25％之间。
[0027]在一些优选的实施方式中，C的质量百分比可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度冷轧钢板，其特征在于，其在钢板的厚度方向上从外向内依次包括：还原铁层、内氧化层、脱碳层和基体；其中所述还原铁层不含有Si、Mn的氧化物；所述内氧化层含有Si的氧化物以及Si、Mn复合氧化物之中的一种或几种所形成的致密颗粒。2.如权利要求1所述的高强度冷轧钢板，其特征在于，按照钢板的单面计，所述内氧化层的厚度为1-5μm。3.如权利要求1所述的高强度冷轧钢板，其特征在于，按照钢板的单面计，所述脱碳层厚度为10-30μm。4.如权利要求1所述的高强度冷轧钢板，其特征在于，其含有质量百分比如下的下述化学元素：C：0.15～0.25％；Si：1.00～2.00％；Mn：1.50～2.50％；Al：0.03～0.80％；并且Al和Si元素还满足Al+Si≤2.00％。5.如权利要求1所述的高强度冷轧钢板，其特征在于，其各化学元素质量百分比为：C：0.15～0.25％；Si：1.00～2.00％；Mn：1.50～2.50％；Al：0.03～0.80％；余量为Fe和其他不可避免的杂质；其中Al和Si元素还满足Al+Si≤2.00％。6.如权利要求4或5所述的高强度冷轧钢板，其特征在于，其各化学元素质量百分含量满足下述各项的至少其中之一：C：0.17-0.23％，Si：1.1-1.8％，Mn：1.7-2.3％，Al：0.03～0.50％；Al和Si元素满足Al+Si≤1.8％。7.如权利要求4或5所述的高强度冷轧钢板，其特征在于，其还含有下列各元素的至少其中之一：0＜Nb≤0.05％；0＜Ti≤0.05％；0＜B≤0.001％。8.如权利要求7所述的高强度冷轧钢板，其特征在于，其中Nb、Ti、B元素含量满足下述各项的至少其中之一：0＜Nb≤0.025％；0＜Ti≤0.02％；0＜B≤0.0008％。9.如权利要求5所述的高强度冷轧钢板，其特征在于，在其他不可避免的杂质中：P≤
0.020％，S≤0.012％，N≤0.008％。10.如权利要求1-9中任意一项所述的高强度冷轧钢板，其特征在于，其微观组织为铁素体+马氏体+残余奥氏体；其中铁素体的相比例为2...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈孟，钟勇，金鑫焱，李旭飞，王利，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：