家具用鋼構件

陳德昌、林鵬等。 2100433B

杭州德昌五金家具有限公司、浙江省家具與五金研究所等。

《一種高屈強比熱鍍鋅結構件用鋼及其制造方法》屬于金屬材料領域，涉及熱鍍鋅結構件用鋼，特別涉及高屈強比熱鍍鋅結構件用鋼。

一種高屈強比熱鍍鋅結構件用鋼及其制造方法專利目的

《一種高屈強比熱鍍鋅結構件用鋼及其制造方法》的第一個目的是提供一種高屈強比熱鍍鋅結構件用鋼。

《一種高屈強比熱鍍鋅結構件用鋼及其制造方法》的第二個目的是提供這種高屈強比熱鍍鋅結構件用鋼的制造方法。

一種高屈強比熱鍍鋅結構件用鋼及其制造方法技術方案

《一種高屈強比熱鍍鋅結構件用鋼及其制造方法》提供的高屈強比熱鍍鋅結構件用鋼具有如下以重量百分比計的化學成分：C：0.02～0.10％；Si：≤0.1％；Mn：0.10～0.80％；P：≤0.05％；S：≤0.015％；T.Al：0.01～0.10％；Nb：0.002～0.02％；其余為Fe和不可避免的雜質。

《一種高屈強比熱鍍鋅結構件用鋼及其制造方法》的高屈強比熱鍍鋅結構件用鋼具有的抗拉強度為350兆帕～430兆帕。

《一種高屈強比熱鍍鋅結構件用鋼及其制造方法》的高屈強比熱鍍鋅結構件用鋼的合金設計理由如下：

C：0.02～0.10％。C是重要的固溶強化元素，可以使材料獲得高的強度，但高的碳含量會使材料的沖壓性和焊接性惡化，所以碳不能太高，再結合考慮材料需要達到的350～430兆帕的強度級別和性能范圍，因此碳控制在0.02～0.10％。

Si：≤0.1％。Si是鐵素體固溶強化元素，極大地提高強度，但對于熱鍍鋅鋼板來說，Si含量高時在鋼板表面析出產生氧化膜影響表面處理，從而降低鋼板和液體鋅的濕潤粘附張力，會直接影響基板的可鍍性，從而影響熱鍍鋅鋼板表面質量，所以Si元素控制盡量少。

Mn：為了保證鋼的綜合機械性能（強度、韌性），需要添加一定量的Mn，Mn尤其對抗拉強度影響較大。但Mn含量高時一方面會影響基板的可鍍性和表面質量，同時也對焊接性不利，所以在保證材料強度的前提下盡量減少錳元素的添加量。

T.Al：0.02～0.10％。Al的主要功能是脫氧劑，不宜過低，但過高時影響連鑄生產。

P：≤0.05％。P是一種價廉的固溶強化元素，適量的P對強度是有益的，但過高時影響焊接性。所以《一種高屈強比熱鍍鋅結構件用鋼及其制造方法》在保證材料強度的前提下盡量控制P元素；

S：≤0.015％。S在鋼中易形成MnS，引起熱脆，同時影響焊接性，所以S要盡量低，一般控制在0.015％以下。

Nb：0.002～0.02％。一方面Nb通過抑制再結晶細化晶粒提高材料的強度和韌性，另一方面，NbC、NbN等析出物彌散分布，通過位錯的“繞過析出物”和“切過析出物”兩種機理起到析出強化的作用，但考慮《一種高屈強比熱鍍鋅結構件用鋼及其制造方法》的材料強度相對較低，抗拉強度350兆帕，所以添加了很少量的Nb元素，在降低C、Si、Mn、P元素含量的情況下保證材料的強度，同時使材料有高的屈強比（0.7以上），從而保證材料有好的綜合機械性能、良好的焊接性和表面質量。

《一種高屈強比熱鍍鋅結構件用鋼及其制造方法》的第二方面提供上述高屈強比熱鍍鋅結構件用鋼的制備方法，包括冶煉、連鑄、熱軋、酸洗、冷軋軋制、退火和熱鍍鋅工序，其中熱軋工序控制加熱溫度≤1250℃，終軋溫度≥870℃，卷取溫度在600℃～680℃；退火工序控制溫度在720℃～820℃。

按如下以重量百分比計的化學成分進行冶煉：C：0.02～0.10％；Si≤0.1％；Mn：0.10～0.80％；P≤0.05％；S≤0.015％；T.Al：0.01～0.10％；Nb：0.002～0.02％；其余為Fe和不可避免的雜質。

然后通過連鑄鑄成板坯。

熱軋工序中控制以下參數(shù)：

終軋溫度：熱軋時材料是進行完全再結晶軋制，為了避免材料進入兩相區(qū)軋制導致混晶，所以終軋溫度≥870℃，控制在Ar3溫度之上。

卷曲溫度：卷曲溫度過高，會導致晶粒粗大最終對成品材料強度影響較大。綜合考慮到析出物的析出和長大，采用600～680℃的高溫卷曲，以得到較細小的鐵素體基體晶粒組織和尺寸適當?shù)奶?、氮析出物原始組織。

然后按常規(guī)進行酸洗冷軋。

退火工序如圖1所示。再結晶退火溫度是控制高強鋼性能最為重要的工藝因素，在保證材料完全再結晶退火和奧氏體組織不粗化的前提下盡量采取低的退火溫度；但考慮到鋅層的可鍍性，所以退火溫度不要太低?！兑环N高屈強比熱鍍鋅結構件用鋼及其制造方法》的高屈強比熱鍍鋅鋼板制備方法中，臨界再結晶退火溫度為720～820℃。

一種高屈強比熱鍍鋅結構件用鋼及其制造方法改善效果

《一種高屈強比熱鍍鋅結構件用鋼及其制造方法》涉及的一種抗拉強度350～430兆帕熱鍍鋅汽車結構件的生產制造技術，具有良好的焊接性、高屈強比和優(yōu)質的表面質量，基板為冷軋板，鍍層分有熱鍍純鋅及鋅鐵合金化熱鍍鋅，微觀組織如圖2所示為均勻的鐵素體基體加沿晶界彌散析出的滲碳體。

《一種高屈強比熱鍍鋅結構件用鋼及其制造方法》通過控制一定量的碳含量，低的錳含量（0.3以下），不加Si，不添加Mo和Cr，添加少量的微合金元素Nb，通過碳錳的固溶強化和NbC的析出強化的效果得到抗拉強度350～430兆帕的析出強化鋼，同時較低的Si、Mn含量使熱鍍鋅鋼板有好的可鍍性從而保證材料有高的表面質量。《一種高屈強比熱鍍鋅結構件用鋼及其制造方法》鋼種的微觀組織如圖2所示，為均勻的鐵素體基體加沿晶界彌散析出的滲碳體。

《一種高屈強比熱鍍鋅結構件用鋼及其制造方法》鋼材的成分體系低硅、低錳，且不含鉻、鉬等合金元素，故成本低。

《一種高屈強比熱鍍鋅結構件用鋼及其制造方法》鋼材的橫向力學性能滿足屈服強度260～330兆帕，抗拉強度350～430兆帕，延伸率EL₈₀≥26％。

圖1為熱鍍鋅退火模擬工藝示意圖。

圖2為《一種高屈強比熱鍍鋅結構件用鋼及其制造方法》鋼種的金相組織。

圖3為《一種高屈強比熱鍍鋅結構件用鋼及其制造方法》鋼種的典型拉伸曲線。

圖4為《一種高屈強比熱鍍鋅結構件用鋼及其制造方法》鋼種屈服強度和平整延伸率的關系曲線。