[发明专利]提高440MPa级碳素结构钢加工硬化值的生产方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶炼加工技术领域，特别涉及一种提高440MPa级碳素结构钢加工硬化值的生产方法。

背景技术

冷轧连续退火碳素结构钢主要合金成分为C、Mn元素，属于固溶强化汽车用冷轧高强钢之一。目前国内该钢种主要采用日标JIS G3135:2006牌号SPFC390、SPFC440等牌号供货，各钢铁公司也有自己的企业牌号，如：宝钢公司Q/BQB410-2009标准及其中牌号B240ZK、B280VK等。

在汽车冲压企业实际使用该钢种的过程中，存在小区域的胀形开裂问题，这些小区域的胀形，材料不能充分流入胀形区，而依靠材料自身的均匀应变获得冲压后的形状。应变分析表明，提高材料的宽厚应变比（r值），使得厚度方向的减薄不易发生可以有效提高胀形能力，但是这种方法对低碳或超低碳的深冲压钢比较实用，因为低的碳、锰含量配合适当的轧制及退火工艺可以获得良好的织构。而对于碳、锰含量相对高的碳素结构钢，依靠织构控制获得良好的r值可行度不大。然而，提高这类钢种在变形过程中的应变分配均匀性，提高应变的扩展能力可以使得钢板在冲压过程中的厚度减薄均匀发生，以延迟局部减薄导致的冲压开裂。按照金属塑性变形原理，提高材料的硬化指数可以获得良好的材料均匀变形能力，当材料局部区域发生大应变时，有强烈的应力增量以阻止变形进一步发生并转移到变形区域小的区域，如此使得应变均匀扩展。为此，探索提高碳素结构钢的硬化能力以应对小区域的胀形开裂问题具有重要意义。碳素结钢的传统连续退火工艺为再结晶区退火，实现冷硬组织再结晶，最终以铁素体珠光体组织形式存在于最终成品中，不能有效的满足大胀形区域成形要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种通过改进退火工艺实现组织调节以提高440MPa级碳素结构钢加工硬化值的生产方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种提高440MPa级碳素结构钢加工硬化值的生产方法，包括如下步骤：

1）以质量百分比计，钢的化学成分为：0.04≤C≤0.08；Si≤0.3；0.9≤Mn≤1.3；P≤0.015%；S≤0.015%；Alt≥0.015%；N≤0.005%；余量为Fe及不可避免杂质，将上述成分的钢进行脱硫、转炉吹炼、RH真空精炼、连铸得到连铸坯；

2）将连铸坯加热至1100～1300℃，保温1h-3h，进行热轧，终轧温度控制在820～920℃，并在560～700℃的温度下卷取，得热轧钢卷；

3）将热轧钢卷开卷酸洗后冷轧，冷轧压下率控制在40%-80%，得冷轧钢板；

4）将冷轧钢板在辐射式加热、喷气式冷却的连续退火产线中连续退火，得到高硬化指数的440MPa级碳素结构钢，退火方式为：

冷轧钢板经1-5℃/s的速度加热到850-900℃的近完全奥氏化两相区温度后均热，均热时间为100-400s；

冷轧钢板分为二段冷却：

第一冷却段以1-10℃/s的速度缓慢冷却到580-630℃；

第二冷却段以40-50℃/s的速度冷却到430-450℃；

通过300-600s的过时效，控制过时效终点温度为350-390℃，也即过时效过程是带钢缓慢冷却过程，冷速0.3-0.5℃/s；

以5-20℃/s终冷到150℃；

然后进入水淬槽冷却到室温。

5）进行平整获得表面粗糙度，平整延伸率为0.3%-0.5%。

本发明提供的一种提高440MPa级碳素结构钢加工硬化值的生产方法，得到的440MPa级碳素结构钢的金相显微组织以面积分数计为：多边形铁素体85-95%（包括大多数先共析铁素体与少部分冷轧再结晶铁素体）、渗碳体+粒状贝氏体混合物5-12%和马奥岛1-2%。

本发明提供的一种提高440MPa级碳素结构钢加工硬化值的生产方法，基于传统辐射式加热，采用喷气式冷却的连续退火产线，在440MPa碳素结构钢基础上改进退火工艺实现组织改进调节，将加热温度提高到近完全奥氏体化温度，在第一冷却段获得新转变的先共析铁素体作为基体组织以代替冷轧再结晶铁素体，在经历第二冷却段后的变温过时效中，除了获得渗碳体外，还引入了粒状贝氏体及马奥岛，得到的440MPa级碳素结构钢的硬化指数可达到0.18-0.20。

附图说明

图1为本发明实施例提供的提高440MPa级碳素结构钢加工硬化值的生产方法的退火工艺与传统退火工艺的曲线对比。

图2为对比例获得的440MPa级碳素结构钢的金相显微组织图。