一种轻质高强冷轧铁素体钢板及其制造方法与流程

本发明涉及冷轧，尤其涉及一种应用于汽车、家电行业的轻质高强冷轧铁素体钢板及其制造方法。

背景技术：

1、随着人们环保意识的提高，钢铁产品用户对钢材的需求已经不再是简单的高强度、高韧性，而是要求钢铁材料在具备基本力学性能的同时还要具备某些特殊性能(性质)，如结构功能一体化钢铁材料，在具有结构材料属性的同时又有一定的其他功能，包括减振性、耐蚀性、吸波性能、轻质化等。为了满足用户日益增长的对钢铁材料特殊性能的要求，结构功能一体化钢铁材料必将成为下一代钢铁材料重要的发展方向。

2、申请号为cn 201811437499.7的中国专利申请公开了一种“fe-mn-si-ni-c系弹塑性阻尼钢及其制造方法与应用”，钢中化学成分质量百分数为：20.0％≤mn≤34.0％，3.5％≤si≤6.0％，0.1％≤ni≤5.0％，0.005％≤c＜0.15％，p≤0.02％，s≤0.01％，n≤0.02％，其余为fe和不可避免的杂质元素，其中，mn、n和c元素的质量百分含量还需满足如下关系：mn+1.6ni+52c≥32％和mn+2ni≤37％。弹塑性阻尼钢经熔铸、热轧、热轧后退火等生产工艺流程，或熔铸、热轧、酸洗、冷轧、冷轧后退火生产工艺流程制备得到。但该种钢的合金体系复杂，合金元素总量大于20％，生产成本较高。

3、申请号为cn 201810419921.x的中国专利申请公开了“一种高性能弹塑性阻尼钢及其制造方法与应用”，钢中化学成分的质量百分数为：24％≤mn≤32％，3.5％≤si≤6.0％，1.0％＜al＜2.5％，0.005％≤c≤0.1％，p≤0.02％，s≤0.03％，n≤0.02％，其余为fe和不可避免的杂质元素，其中，si和al含量还需满足如下关系：2.0。其采用高合金设计，合金总量超过26％，生产成本较高，且难以实现连铸生产。

4、申请号为cn 201710549325.9的中国专利申请公开了“一种含nb复合型低合金阻尼钢及其制备方法”，钢中化学成分的重量百分比为：≤0.15％的碳，≤0.2％的硅，0.5～2.0％的锰，0.2～0.6％的硫，0.01～0.06％的铌，mn/s比大于3.50，但不超过4.50，余为铁和不可避免的微量的化学元素。该钢采用含超高硫的合金设计，虽然提高了钢的阻尼性能，但会严重恶化钢的冷、热加工性能和综合机械性能。

5、申请号为cn 202210856214.3的中国专利申请公开了“一种高碳阻尼减振钢的制备方法及其熔炼铸造装置”,采用真空感应熔炼和离心铸造相结合的复合铸造方式,利用复合剪切流技术,结合后续的控轧控冷及热处理技术,缩短高碳阻尼减振钢的热处理时间,包括以下步骤：(1)准备熔炼所需的原材料,高碳阻尼减振钢化学成分质量百分比为：c≥1.2％,si：1.5％-1.7％,mn：0.20％-0.22％,ni：2.15％-2.25％,al：0.25％-0.27％,余量：fe；(2)将原材料放入熔炼系统的坩埚中,铸型嵌入离心桶中,在铸型和离心桶之间填充耐火保温材料,对铸型进行预热处理；(3)采用感应熔炼工艺将坩埚中的原材料加热熔化并保温,保温完成后将合金熔体浇入铸型中；(4)开启电机驱动底部离心盘,带动离心桶,离心桶与底部离心盘按设定的转速比运动,直至合金完全凝固之后取出铸锭；(5)对铸锭经高温均匀化后,采用控制轧制过程的温度进行轧制；(6)将轧板进行等温热处理后进行炉冷处理,使轧板石墨化,即得到所述高碳阻尼减振钢。其技术核心是利用ni、al促进石墨化的作用，通过复杂的热处理工艺使高碳钢种的碳石墨化，从而提高其阻尼性能，但其合金成本及工艺成本高昂。

6、申请号为cn 86102543的中国专利申请公开了一种“铁—铬系哑声减振钢及其制造方法”,在冶炼过程中添加si—ca合金、ti—fe合金、混合稀土金属或其合金(稀土—镁、稀土—钙、稀土—镁—硅合金等)中的一种、二种、或三种,以脱除钢中非金属杂质,实现非真空冶炼。合金成份除fe、cr外,还含有mo、si、cu、ti、mn、c及混合稀土中的三种或三种以上的成分，可用于各种振动与噪声危害较大的机电产品上。其合金体系复杂，生产成本高昂。

技术实现思路

1、本发明提供了一种轻质高强冷轧铁素体钢板及其制造方法，合金体系及生产工艺简单，生产成本低；通过添加cu、al元素提高钢的阻尼性能，利用cu元素的析出强化作用提高钢的强度，从而使钢板在具有高阻尼性能的同时也有较好的力学性能；另外，al、cu的复合加入还能有效提高钢的耐蚀性能。

2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

3、一种轻质高强冷轧铁素体钢板，钢板的化学成分按质量百分比计为c≤0.005％、si≤0.05％、cu：0.3％～0.8％、al：5％～8％、s≤0.01％、p≤0.018％，余量为fe和不可避免的杂质。

4、进一步的，成品钢板的显微组织为单一铁素体。

5、进一步的，成品钢板的屈服强度≥500mpa，抗拉强度≥600mpa，断后延伸率a50≥20％，阻尼系数≥0.05。

6、一种轻质高强冷轧铁素体钢板的制造方法，包括如下步骤：

7、(1)加热：将钢坯在加热炉中加热到1100±50℃，并保温2±0.5h；

8、(2)热轧：热轧终轧温度为880±20℃，轧后水冷至350℃±50℃卷取，然后空冷至室温；

9、(3)冷轧及退火：冷轧压下率≥70％，退火温度为600±20℃，保温1±0.2h后随炉冷却至室温。

10、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

11、1)所生产的冷轧钢板具有单一铁素体组织，屈服强度≥500mpa，抗拉强度≥600mpa，断后延伸率a50≥20％，能够满足汽车、家电及精密机械设备对钢板的性能要求。

12、2)通过al、cu的复合加入，提高钢板的耐蚀性能，有效提高设备的使用寿命；

13、3)冷轧钢板的阻尼值δ≥0.05，是普通钢铁材料的10倍以上，提高了汽车、家电设备抗机械振动的性能；可以有效降低汽车、机械设备所产生的噪音；

14、4)所生产的冷轧钢板具有较好的力学性能，有利于实现设备轻量化；

15、5)合金体系及生产工艺简单，生产成本低；

技术特征：

1.一种轻质高强冷轧铁素体钢板，其特征在于，钢板的化学成分按质量百分比计为c≤0.005％、si≤0.05％、cu：0.3％～0.8％、al：5％～8％、s≤0.01％、p≤0.018％，余量为fe和不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的一种轻质高强冷轧铁素体钢板，其特征在于，成品钢板的显微组织为单一铁素体。

3.根据权利要求1所述的一种轻质高强冷轧铁素体钢板，其特征在于，成品钢板的屈服强度≥500mpa，抗拉强度≥600mpa，断后延伸率a50≥20％，阻尼系数≥0.05。

4.如权利要求1～3任意一种所述轻质高强冷轧铁素体钢板的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结本发明涉及一种轻质高强冷轧铁素体钢板及其制造方法，钢板的化学成分为C≤0.005％、Si≤0.05％、Cu：0.3％～0.8％、Al：5％～8％、S≤0.01％、P≤0.018％，余量为Fe和杂质。成品钢板的显微组织为单一铁素体。本发明所述钢板的合金体系及生产工艺简单，生产成本低；通过添加Cu、Al元素提高钢的阻尼性能，利用Cu元素的析出强化作用提高钢的强度，从而使钢板在具有高阻尼性能的同时也有较好的力学性能；另外，Al、Cu的复合加入还能有效提高钢的耐蚀性能。技术研发人员：徐荣杰,黄磊,金星,王晓峰,杨静,严平沅受保护的技术使用者：鞍钢股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10