[发明专利]400MPa级免酸洗汽车结构热轧钢板及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种400MPa级免酸洗热轧汽车结构钢板的生产方法及其制备方法。

背景技术

随着国民经济的日益发展，汽车行业已经已成为我国的支柱产业，汽车用热轧钢板的用量逐年增加，根据现代汽车“节能减排、环保、安全等”需求，汽车生产商对汽车构件用钢材方面提出了开发可免酸洗或易于酸洗的钢铁产品的要求。这种热轧钢材产品表面产生的氧化铁皮形态为Fe₃O₄+Fe，而不是Fe₃O₄+FeO类型，甚至需要生成多层Fe₃O₄氧化物。由于Fe₃O₄具有较低的硬度(HV350～500)、较好的塑性及良好的黏附性，因此在随后的深加工过程中不会因弯曲而发生脱皮和破裂，同时氧化铁皮可以起到工具与工件间的润滑作用。这样，可以简化甚至完全取消热轧后的酸洗过程，同时有助于提高镀漆层的附着力。

目前，国内有人基于氧化铁皮形成过程中的气氛控制，开发出了喷涂于热轧带钢表面的防锈剂，使用这种方法可以促进Fe₃O₄的生成，但是需要增加冷却设备，因此需要较大的投资，同时，这种方法不能产生Fe₃O₄+Fe易于变形的氧化铁皮组织。日本、韩国、澳大利亚等国采用的技术是在热轧生产中控制氧化铁皮的类型和厚度，只需要对热轧过程，特别是轧后冷却过程进行周密的控制，而不需要增加新的设备。日本、韩国和澳大利亚等国均在此方面开展了大量的工作。日本的NKK、Nippon Steel及Kawasaki Steel等在开发热轧黑皮钢技术方面处于领先地位。我国钢铁界对热轧黑皮钢的开发目前尚处于探索阶段，而汽车生产厂家等热轧板用户对此已有强烈的要求。因此，开发热轧易酸洗或免酸洗黑皮钢成了一项重要的技术研发工作。

对微型乘用车材料而言，400MPa级热轧结构钢板属于下车身结构中主要应用材料，钢材要求具备良好的强韧性、成型性能、足够的结构刚度和焊接性能，以满足汽车零件的冲压成型、焊接工艺要求以及负载过程抵抗局部变形，最大程度吸收冲击能量，确保车身安全。通常的生产方式主要考虑钢的强韧性匹配，最大限度的利用细晶强化及固溶强化提高钢板的性能，后期采用酸洗工艺去除表面氧化层，利用磷化工艺形成的磷化膜提高钢板与面漆的结合能力。近年来，为了适应车辆轻型化的需求，部分汽车制造企业在采购400MPa级汽车结构用热轧钢板时提出了低成本、免酸洗表面质量的使用要求，其主要见表1。

表1 400MPa级热轧结构钢力学性能及工艺性能要求

400MPa级汽车结构用热轧钢板化学成分设计国内外通常采用低C-Mn微合金化方案，Mn含量一般为1.0％，C含量一般为0.10％左右，热轧工艺采用控轧控冷，其技术特点是较多地考虑了合金元素固溶强度及细晶强化的作用，但需要后期增加酸洗工序，存在生产成本偏高以及废酸环保处理附加成本。

发明内容

针对上述缺陷，本发明提供一种综合性能优良的400MPa级免酸洗热轧汽车结构钢板，其具有良好的室温力学性能及工艺性能，成品表面氧化铁皮中Fe₃O₄所占的比例均超过80％，能适应汽车构件企业免酸洗生产要求，钢材的性价比高。

本发明的技术方案：

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种400MPa级免酸洗汽车结构用热轧钢板，其化学成分按重量百分计为：C：0.05～0.10、Si：0.05～0.15、Mn：0.7～1.00、N：0.002～0.006、P：0～0.025、S：0～0.015、Al：0.02～0.06，其余为Fe。

进一步，所述400MPa级免酸洗汽车结构用热轧钢板的微观组织结构包括铁素体和珠光体，以晶体结构的总体积为基准，铁素体的体积百分数为88～90％，珠光体的体积百分数为10～12％。铁素体以及珠光体的体积百分数可以采用本领域技术人员公知的方法测得，例如GB/T 6394金相法。本发明提供的400MPa级汽车结构用热轧钢板具有良好的室温力学性能及工艺性能，完全符合技术指标的要求。

进一步，所述热轧钢板的屈服强度≥255MPa，抗拉强度≥400MPa，延伸率≥34％。

进一步，所述热轧钢板表面的氧化铁皮中Fe₃O₄含量≥80％。