一种屈服强度180MPa级高屈强比IF钢及其生产方法与流程

本发明属于钢铁，具体涉及一种屈服强度180mpa级高屈强比if钢及其生产方法。

背景技术：

1、if钢也称无间隙原子钢，是一种超低碳钢，具有十分优异的深冲性能和非时效性，广泛应用于汽车板、家电板等领域。

2、目前国内部分汽车主机厂对if钢提出高屈强比和高粗糙度的要求，较高的屈强比材料有着良好的抗凹陷性能，但是在保证高屈强比的同时还需要保证材料的成形性能；较高粗糙度有利于磷化过程中表面的形核，形成结构致密、完整以及晶粒尺寸适中的磷化膜，对提高涂装质量有利。

3、中国专利cn102301022a公开了深拉性优异且具有高屈强比的高强度冷轧钢板,使用其的镀锌钢板、合金化镀锌钢板，及其制造方法，其公开了一种具有60％以上的屈强比，优异的耐冲击性和耐久性，r值在1.4以上的优异拉延性能，以及490mpa以上的高拉伸强度的冷轧钢板；该专利中的产品为非if钢产品，产品屈服强度级别达到380mpa，达到该级别产品本身的屈强比一般较高，同时其成形性能较差，不适用于汽车外板等用途。

4、如何生产出高屈强比且成形性优异的if钢产品，是一项极具挑战性的工作。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种屈服强度180mpa级高屈强比if钢及其生产方法，所述if钢的屈强比≥0.6，r值≥2.5，具有较高的屈强比和良好的深冲性能，二次脆性转变温度≤-55℃，产品在经过5％变形后波纹度值wsa≤0.30μm，具有低波纹度特性。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

3、一种屈服强度180mpa级高屈强比if钢，所述if钢的化学成分及质量百分数为：c≤0.004％，si 0.11～0.15％，mn 0.30～0.40％，als 0.025～0.050％，p0.041～0.055％，s≤0.015％，n≤0.004％，ti 0.05～0.07％，b 0.0004～0.0012％，余量为fe及不可避免的杂质；所述if钢的屈强比≥0.6。

4、所述if钢基板的金相组织为铁素体。

5、所述if钢的屈服强度180～230mpa，抗拉强度300～360mpa，r值≥2.5，二次脆性转变温度≤-55℃，经过5％变形后波纹度值wsa≤0.30μm。

6、本发明还提供了所述屈服强度180mpa级高屈强比if钢的生产方法，所述生产方法包括以下步骤：冶炼→连铸→热轧→酸洗冷轧→清洗→连续退火→镀锌→光整→成品。

7、所述热轧步骤中，加热温度控制在1180-1220℃，终轧温度控制在890～930℃，卷取温度控制在630～670℃。

8、所述酸洗冷轧步骤中，冷轧压下率控制在72～80％。

9、所述连续退火步骤中，退火温度为800～820℃，退火时间为110～150s。

10、所述镀锌步骤中，基板入锌锅温度为465～475℃，锌锅温度为453±2℃。

11、所述光整步骤中，光整采用的轧辊粗糙度控制在2.0～3.0um，光整延伸率1.2～1.4％。

12、本发明提供的屈服强度180mpa级高屈强比if钢中，各化学成分的作用及控制如下：

13、c：碳是钢种最一般的强化元素，使得强度上升，塑性下降，对于深冲用钢需要低的屈服强度、高的延伸率，因此希望深冲钢的碳含量较低，本发明控制碳含量不大于0.004％。

14、si：在钢中有较强的强化作用，但si易形成氧化物，不利于酸洗以及退火后表面容易形成氧化色，还降低钢板的涂镀性，因此本发明添加少量的si，其上限控制在0.15％。

15、mn：在钢中起固溶强化作用(溶入钢中的mn造成晶格畸变，晶格畸变增大了位错运动的阻力，使滑移难以进行，从而使合金钢的强度与硬度增加)，同时降低钢的屈强比(韧性和塑性)；另外与钢中的s作用，防止钢的热脆产生。在本专利中mn主要与s发生作用，防止钢的热脆产生，同时起固溶强化作用，其目标值控制在0.35％。

16、als：al在钢中主要起脱氧作用，同时al还可形成aln析出，起到一定的细化晶粒的作用。少量al的存在，保证强度性能的前提下，可使钢的延性提高。但是al含量过高，结晶器容易堵塞，同时铸坯容易产生裂纹等缺陷，还增加成本。所以本发明al重量百分比含量控制在0.025％～0.050％。

17、p：p元素的添加起到明显的强化效果，同时对细化晶粒有明显的帮助，但是过多的p会导致产品力学性能的恶化，因此p控制在0.041～0.055％之间。

18、n：n在钢中一般使得屈服强度与抗拉强度上升，r值下降并产生时效。对于深冲用钢中氮的作用与碳一样，主要造成屈服效应与应变时效，同样会导致钢板在成形过程中波纹度增量过高。另外n与ti、al等会形成带有尖角的夹杂物，对于冲压也是不利影响。因此，本发明将n控制的上限在0.004％。

19、s：为钢中不可避免的有害杂质，对钢的各向同性、热脆性、冲压性能、冷弯性、翻边成形性能等有不利影响，严格控制钢中的s含量将增加钢的冶炼成本，因此本发明中将s含量上限控制在0.015％。

20、ti：钛与c、n及s结合形成碳化物、氮化物及硫化物，消除间隙原子，得到纯净的铁素体。若固溶ti过高，则再结晶温度上升，对应退火温度较高。同时会导致材料强度提升加工性的劣化。因此，为了降低钢的再结晶温度，控制ti含量的上限为0.07％，但是为了确保间隙元素能够全部固定，控制ti含量下限为0.05％。

21、b：if钢中由于c、n被固定，晶界清洁，p有晶界偏析的倾向，会导致二次脆性较差。通过适当的b的添加，b可以在结界处快速偏析起到强化作用，抑制p在结界处的偏析，显著改善二次脆性。本发明中将b含量控制在0.0004～0.0012％。

22、本发明提供的if钢中的固溶元素对if钢屈服强度与抗拉强度的影响见表1，为了确保if钢具有高的屈强比特性，本发明优先添加p、mn对提高屈强比有利的元素，同时为了保证产品的成形性能，对si、mn、p元素含量进行合理的优化，让产品最终在具有良好的力学性能的同时具有高的屈强比。

23、表1

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25、本发明提供的屈服强度180mpa级高屈强比if钢的生产方法中，在热轧的过程中，控制加热炉的出炉温度在1180-1220℃，采用较低的加热温度有利于获得粗大的析出物，粗大的析出物有利于后道退火工序组织的再结晶和晶粒长大，对产品的r值和塑性有利。出炉温度过高不利于形变诱导析出且会导致晶粒过于粗大；终轧温度控制在890～930℃，过低的终轧温度容易导致钢板特别是边部进入两相区轧制导致混晶产生。卷取温度控制在630～670℃，在这样的卷取温度下能够获得具有良好深冲性能和表面质量的钢板，过低的卷取温度会影响碳氮化物的析出和粗化，导致产品力学性能变差，因此希望退火温度控制在630℃以上以保证产品有良好的力学性能；卷取温度过高会导致产品氧化铁皮变厚使酸洗效率变差，导致产品的表面质量变差，因此卷取温度要求≤670℃以获得良好的表面质量。如果卷取的温度过高会促使p在晶界偏析导致晶界脆化导致冷加工脆性性能变差。在酸洗冷轧过程中，采用较高的冷轧压下率，冷轧压下率控制在72～80％，较高的酸轧压下率有利于成品组织的细化以及深冲性能的提升。在连续退火的过程中，控制退火温度在800～820℃，获得回复再结晶组织且生产出来的if钢的冷加工脆性性能良好；如果退火温度较高，会导致钢板组织粗大，冲压后波纹度会较高，如果退火温度较低，会导致产品冲压性能较差，因此控制退火温度为800～820。在光整过程中，控制光整延伸率在1.2～1.4％，较高的光整延伸率对提高if钢产品的屈强比非常明显，光整延伸率增加0.1％，相对应的产品屈服强度可上升3.5mpa，而抗拉强度无明显变化。

26、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

27、本发明公开的if钢兼具高屈强比、良好的深冲性能、良好的冷加工脆性和低低波纹度，其屈服强度达到180～230mpa，抗拉强度300～360mpa，屈强比达到0.6以上，同时产品的r值≥2.5，具有良好的深冲性能，二次脆性转变温度≤-55℃，产品在经过5％变形后波纹度值wsa≤0.30um，具有低波纹度特性。