[发明专利]一种高强度热镀锌双相钢及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金领域，具体涉及一种高强度热镀锌双相钢及其制 备方法。

背景技术

降低油耗与提高车身安全性是汽车工业发展的趋势，减轻汽车自 重是降低油耗的有效途径，这就要求使用厚度更薄的钢板，然而钢减 薄必然导致汽车车身安全性能的降低，为缓解这类矛盾，使用高强度 及超高强度钢板是车身设计的必由之路；双相钢属于高强度钢的一种， 一般是由低碳钢或者低合金强度钢经临界区热处理或控制轧制后获 得，其组织为铁素体(F)+少量(体积分数小于20％)马氏体(M)， 具有较高的抗拉强度、较低的屈服强度、较高的初始加工硬化速率以 及良好的强韧性配合等特点，在汽车及其它行业受到人们的关注。

目前主要通过加入合金元素如Si、Mn等来提高钢板的强度和其 它性能，但是较高含量的Si元素易在金属表面氧化生成氧化物，降低 材料的可镀性；较高含量的Mn元素会导致钢材的淬透性过高，不利 于材料组织的精细控制；因此常规的采用冷轧板进行热镀锌工艺时对 Si、Mn元素的含量有严格的限制；如申请号为2015102346487.8的中 国专利申请中Si≤0.3％，Mn≤1.5％(以质量百分数为计),申请号为 20141033681.9的中国专利申请中Si≤0.2％，Mn≤1.3％；根据使用中 需求的不同，钢板中还添加V、Ti、Cr、Mo、Nb等元素，但是这些 元素成本较高。

另一方面，汽车的耐蚀性也成为人们对高档汽车日益增长的要求， 通常热镀锌钢板是以钢坯进行热轧或冷轧而得到的薄钢板作为母材， 通过将母材钢板在连续式热镀锌生产线(简称为CGL)的退火炉中进 行再结晶退火以及热镀锌处理来制造；合金化热镀锌钢板的制造，是 在热镀锌处理后进一步进行合金化处理；作为以含有大量Si、Mn的 高强度钢板作为母材的热镀覆钢板的制造方法，其工艺过程一般为连 铸板坯—热轧得到热轧板—冷轧得到冷硬钢带—连续热镀锌；专利文 献日本特开2009-287114号公报中公开了冷轧双相钢在再结晶温度 约900℃下退火并镀覆的技术；专利文献日本特开2009-24980号公报 中公开了在750～900℃下退火并镀覆的技术；专利文献日本特开 2010-150660号公报中公开了在800～850℃下退火并镀覆的技术；但 是在含有大量Si、Mn的高强度钢板的情况下，在超过750℃的高温 下退火时，钢中的Si、Mn被选择性氧化，在钢板表面形成氧化物， 因此，会使镀层密合性变差，产生漏镀等缺陷；在专利文献日本特开 2004-323970号公报和专利文献2004-315960号公报中公开了如下 技术：使用由水蒸气分压表示的算式对还原炉中的加热温度进行规定 来提高露点，由此使铁基表层发生内部氧化，但是，对露点进行控制 的区域是以整个炉内作为前提的，因此，难以控制露点，难以稳定操 作，另外，在不稳定的露点控制下制造合金化热镀锌钢板时，形成在 基底钢板中的内部氧化物的分布状态观察到偏差，担心会在钢带的长 度方向、宽度方向上产生镀层润湿性、合金化不均等缺陷。

近年来兴起了直接热镀锌双相钢的方法，大多都是利用还原性气 氛CO、H₂等与氧化物进行氧化还原后直接热镀锌的工艺，如中国申 请号为201310714802.4《一种基于氧化铁皮还原的热轧带钢免酸洗热 镀锌方法》的专利申请，提供一种基于氧化铁皮还原的热轧带钢免酸 洗热镀锌方法，通过控制升温调整热轧带钢的氧化铁皮结构，将还原 退火后的热轧带钢在氢气气氛中加热还原，然后进行热镀锌，在减少 环境污染的同时，消除了酸洗对生产设备的腐蚀，降低了成本，缺点 是在低浓度氢气条件下经过短时间的还原，仍有部分氧化铁皮未反应 完全，且热轧带钢中Si、Mn元素含量低，生产的钢板强度不大；中 国申请号为201510277715.6《一种基于CO还原的热轧薄带直接热镀锌 方法》的专利申请，采用CO还原热轧薄带钢表面的氧化铁皮，优点 是省去了酸洗和冷轧工序，且CO气体在冶金行业易于获取，成本较 低；缺点是CO在钢板表面的扩散和传输能力弱，反应速率慢，同时 对热轧钢板的厚度有限定。

发明内容

本发明针对冷轧高强度钢板热镀锌技术和热轧板直接热镀锌技 术中存在的问题，提供了一种直接以热轧带钢为原料的高强度双相钢 及其制备方法，该工艺以热轧带钢为原料，其中Si元素含量(以质量％ 计)不低于0.5％、Mn元素含量不低于3.5％，在连续热镀锌产线退火 炉内进行氢气还原反应，然后进行直接热镀锌。