[发明专利]一种热轧耐腐蚀烘烤硬化钢及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料领域，特别涉及到一种热轧耐腐蚀烘烤硬化钢及其制备方法。

背景技术

烘烤硬化性能即Baking Hardening Ability，简称“BH性”，系指钢在退火、平整后的供货状态下有较低的屈服强度，经过冲压成形、喷漆烘烤后屈服强度得到一定程度增加的性能。烘烤硬化钢归属于汽车用薄钢系列，主要用于制造汽车覆盖件(卡车驾驶室)和车身部件，对烘烤硬化钢的基本性能要求：①钢的总伸长率和均匀伸长率；②钢的塑性应变比(r)和应变强化指数(n)；③冲压成形性能；④抗凹陷性能；⑤抗冲击性能；⑥焊接性能。

汽车用钢可用性的主要技术要求是深冲性与抗凹陷性能。为解决深冲性能与抗凹陷性能的矛盾，开发了热轧耐腐蚀烘烤硬化IF钢。其优点为：①耐腐蚀性比普通低碳钢或BH钢高1倍以上；②比普通钢强度高100～150MPa，具有极强的抗凹性；③深冲性比普碳钢更优秀；④成本低于普碳钢。

以超低碳无间隙原子钢(IF钢)为代表的第三代产品是超深冲钢。这是20世纪80年代以来所开发的以超低碳为基本成分，IF钢为主要代表的新一代汽车薄钢系列产品。它具有极强烈的{111}织构、纯净的钢质以及较粗大的铁素体晶粒，从而获得超深冲性。目前，世界各国都在竞相研制和开发由IF钢所繁衍的超低碳系列产品的汽车薄钢，预计不远的将来.超低碳系列产品格逐步取代第二代产品，使汽车薄钢应用水平上升到一个新高度。

美国内陆钢铁公司最早利用冲压时的应变和喷漆烘烤时的温度条件，开发出BH钢板，提高了汽车钢板构件的强度。目前该公司已经可以进行低碳钢、含磷钢和超低碳钢三个化学成分系列BH钢种的生产；德国蒂森钢铁公司在20世纪80年代末期已经能够系列化、标准化的生产BH钢板，并同德国大众、宝马、戴姆勒-奔驰和沃尔沃等汽车公司合作，进行高强度BH钢板成形性和实际应用的研究开发工作。法国阿赛洛集团是当今世界最大的汽车板生产商，该公司可生产160～300MPa级别的BH钢板；日本各大钢铁公司在20世纪80年代就普遍生产BH钢板，但是目前通常采用连铸、热轧、连续退火的生产工艺进行生产，生产效率较低。

热轧耐腐蚀烘烤硬化钢是在IF钢中加入耐腐蚀元素P、Cu，使生产的热轧钢同时具有优异的深冲性能、相对较高的强度和良好的耐腐蚀性能，在热轧后可直接酸洗、平整、加工成形，省去了后续的冷轧、退火、镀锌等工序，生产企业不仅节省成本，也降低了能源消耗和污染气体的排放，同时对汽车制造企业的用户有利于汽车减重和延长汽车使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热轧耐腐蚀烘烤硬化钢及其制备方法，实现了节能环保、成本低、产品质量稳定、抗腐蚀性能好、使用寿命长；该钢种可用作汽车零部件。

根据上述目的，本发明整体的技术方案为：

本发明的设计原理是通过在理论上系统分析钢中P、C、Ti、Mn、B等元素对耐蚀钢性能的影响，同时兼顾生产成本及工艺，对这种新型耐蚀钢的化学成分进行优化设计，并提出相应的生产方法，由此可获得一种成本低、产品质量稳定、抗腐蚀性能好、使用寿命长的热轧耐腐蚀烘烤硬化钢，并完全满足汽车企业用户要求。该钢种成分特点是：(1)碳含量尽可能低；(2)硅含量要低；(3)精炼采用硼微合金化技术；(4)钢水经Ca处理；(5)合理控制氮含量。

根据上述目的和整体的技术方案，本发明具体技术方案为：

本发明的热轧耐腐蚀烘烤硬化钢板的化学组成成分(重量％)为：C：≤0.005％，Si：≤0.05％，Mn：≤0.15％，P：0.06～0.080％，S：≤0.01％，Cu：0.20～0.35％，Ti：0.015～0.025％，B：0.0010～0.0020％，Als：0.020～0.030％，Ca：0.0025～0.0035％余为Fe。

本发明所述的耐腐蚀烘烤硬化钢金相组织结构为铁素体，晶内有少量的渗碳体，晶粒度低于9级。

该钢的性能：抗拉强度R_m为340～350MPa，屈服强度R_e1为265～280MPa，伸长率A₈₀为41.5～45.5％，r₉₀≥1.2，n₉₀≥0.18，BH≥50MPa，相对腐蚀率不高于镀锌板的50％，同等使用环境下寿命提高1.0倍。