780MPa级热镀锌双相钢的研制与开发

2019-08-14陈世恒

装饰装修天地 2019年16期

摘要：本文介绍了河钢邯钢780MPa级热镀锌双相钢的研制与开发，为满足强度和成形性能要求，利用相变强化机理指导化学成分和热处理工艺设计，重点研究和管控炼钢、热连轧和连续退火热镀锌关键控制参数，并对成品的力学性能和金相组织进行分析，证明了产品具有良好的力学性能和成形性能。

关键词：热镀锌;双相钢;化学成分;力学性能;金相组织

1 前言

热镀锌双相钢是以相变强化为基础的一种新型高强度钢，具有连续的屈服、无屈服延伸，高的加工硬化指数，低屈强比和良好烘烤硬化特性[1]，既有利于成形又确保抗凹陷性和提高碰撞能的吸收能力，很好地解决高强度与成形性的矛盾，并且具有良好的耐腐蚀性，被认为是一种理想的汽车用钢。随着现代汽车向减重、节能、高安全性、耐腐蚀等方向的发展，熱镀锌双相钢已得到越来越多地应用[2]

河钢邯钢邯宝冷轧厂2030热镀锌线是一条设计年产能力45万吨的连续热浸镀锌生产线，产品规格为0.4～2.5*1000～2000mm，镀层为GI和GA。该生产线采用美钢联法工艺，产品主要定位汽车用GI和GA镀锌板。本文利用相变强化机理指导化学成分和热处理工艺设计，重点研究和管控炼钢、热连轧和连续退火热镀锌关键控制参数。

2 双相钢相变强化机理

双相钢是以相变强化为基础的一种新型高强度钢，它含有铁素体（约占80%-90%）和马氏体（约占20%～10%）。这种钢种因为在铁素体和马氏体相界面上存在可移动的位错，在相同的抗拉强度下，其屈服强度低，屈服比也低。该钢种具有高的抗碰撞吸收能、高的加工硬化指数和高的烘烤硬化性能，没有屈服延伸和室温时效等特点。

目前在连续热镀锌线生产双相钢，应用广泛的方式是添加一定的合金元素，使钢的CCT曲线右移，避免发生贝氏体或珠光体转变，通过热轧控轧控冷和热镀锌退火工艺来获得力学性能和镀层质量均优良的产品。

3 双相钢关键工艺及控制

3.1 成分设计

双相钢中的马氏体应当是韧性好的低碳高密度位错型，而不是脆性的高碳的孪晶型马氏体;为获得连续屈服，马氏体的最小量必须大于5%。

Mn是主要的添加元素，能够稳定奥氏体，提高淬透性，有显著的固溶强化元素效果，推迟贝氏体和珠光体转变。 Cr元素也具有较好的稳定奥氏体作用，推迟贝氏体和珠光体转变。Mo元素既能提高双相钢强度，又可以获得良好的镀锌质量，Mo会使CCT 曲线明显右移，且扩大铁素体区域，从而避免了冷却时发生珠光体转变，有利于在连续热镀锌生产线中获得马氏体双相钢组织。Nb可起到细晶强化及沉淀强化的作用。

邯钢780MPa级热镀锌双相钢的成分设计采用C-Mn-Cr系，碳含量在0.1 %左右，添加少量Mo及微量Nb。

3.2 热轧关键工艺及控制

3.2.1 终轧温度

对于含Nb双相钢，在较低的终轧温度下，轧后易产生沿轧制方向拉长的铁素体，因此导致塑性下降;而在较高的终轧温度下，相变后铁素体晶粒均匀，可见，含Nb热镀锌双相钢宜采用较高的终轧温度。

邯钢780 MPa级热镀锌双相钢热轧终轧温度按不低于870 ℃控制。

3.2.2 卷取温度

热轧卷取温度是一个比较重要的工艺参数，它决定了钢板的热轧态组织。通过控制卷取温度可以得到铁素体、贝氏体以及少量的片层状珠光体组织，有利于退火过程中得到马氏体组织。

邯钢780 MPa级热镀锌双相钢热轧卷取温度按不大于660 ℃控制。

3.3 热镀锌连续退火工艺

只有保证临界温度和临界冷却速率，才能得到理想的铁素体+马氏体双相组织，保证产品性能要求。邯钢780MPa级热镀锌双相钢的退火工艺根据热模拟试验初步确定，并结合邯钢2030热镀锌线的实际情况以及工业试验结果最终确定退火温度高于800 ℃。

在热处理过程中设置缓冷段，可以形成取向附生铁素体，使得C、Mn元素向奥氏体中转移，既提高了奥氏体的淬透性，又使得铁素体更为纯净，改善了双相钢的塑性。

4 金相组织和力学性能