超低碳烘烤硬化钢耐时效性评价方法

摘要

本发明公开了超低碳烘烤硬化钢耐时效性评价方法，将超低碳烘烤硬化钢取样后在25±5～170±5℃温度范围内进行不同时效时间的热处理，测试出试样出现屈服现象时所对应的临界时效时间，然后测试试样的屈服延伸Ae，若Ae≤0.2％则表明该时效方案对应的超低碳烘烤硬化钢具有良好的耐时效性。本发明对超低碳烘烤硬化钢进行加速时效评价，以屈服延伸Ae≤0.2％的标准来评判超低碳烘烤硬化钢的耐时效性，与自然时效评价结果相吻合，判据条件完善，有利于超低碳烘烤硬化钢生产企业和用户判断其自然条件下存放时间；本发明方法操作简单，对设备要求低，并能快速、准确、高效评价超低碳烘烤硬化钢的耐时效性。

权利要求

1.超低碳烘烤硬化钢耐时效性评价方法，其特征在于：包括将超低碳烘烤硬化钢取样后在25±5～170±5℃温度范围内按下表所述方案进行不同时效时间的热处理：试样编号 时效温度/℃ 时效时间/min

1 170±5 0.5～5

2 150±5 1～10

3 130±5 1～15

4 100±5 1～60

5 80±5 10～500

6 60±5 100～2000

7 40±5 1000～12000

8 25±5 10000～200000测试出试样出现屈服现象时所对应的临界时效时间，然后测试试样的屈服延伸Ae，若Ae≤0.2％则表明该时效方案对应的超低碳烘烤硬化钢具有良好的耐时效性；

所述超低碳烘烤硬化钢的成分按质量百分比计为：0.0015～0.0025％C、0.04～0.06％Si、0.35～0.45％Mn、0.045～0.060％P、S≤0.008％、0.007～0.014％Ti、0.025～0.060％Al、N≤0.0030％、铁及不可避免的杂质。

2.如权利要求1所述的超低碳烘烤硬化钢耐时效性评价方法，其特征在于：所述超低碳烘烤硬化钢为180MPa级冷轧超低碳烘烤硬化钢，其初始屈服延伸为0％。

3.如权利要求1所述的超低碳烘烤硬化钢耐时效性评价方法，其特征在于：所述超低碳烘烤硬化钢的退火温度为810～830℃。

说明书

超低碳烘烤硬化钢耐时效性评价方法

技术领域

[0001] 本发明涉及钢铁生产技术领域，尤其是一种超低碳烘烤硬化钢耐时效性评价方法。

背景技术

[0002] 汽车外板用钢板由于对成形及抗凹陷性能的要求，通过采用超低碳烘烤硬化钢，如180BH、180BD+Z等牌号产品。但为了保证其烘烤硬化性能，超低碳钢中仍保留一部分C、N等间隙原子未被Ti等原子固定，而是通过平整过程中引入的位错将其钉扎而固定。但是，随着存放时间的延长，间隙原子将脱离位错而重新成为自由原子，从而造成钢板出现屈服延伸，导致强度上升，延伸率下降，从而影响成形性能，严重时会出现拉伸应变痕、成形开裂。因此，针对超低碳烘烤硬化钢，一般只保证出厂3个月内不出现拉伸应变痕，需要用户尽早使用。在实际中，由于运输、仓储、剪配、过程等待等因素的影响，用户实际使用超低碳烘烤硬化钢时可能超过3个月，从而出现有些钢卷出现拉伸应变痕(时效现象)，而另外的钢卷有可能不会出现拉伸应变痕，造成废品、返工等不良损失，也给用户对超低碳钢使用带来了负面影响。

[0003] 当前，对耐时效性评价还没有准确的评价方法，如CN104561789B公布的时效指数评价方法为烘烤前预变形8.0％，采用100℃加速时效30min，得到时效指数AI低于20MPa的超低碳烘烤硬化钢；CN103998638B公布的时效指数AI评价方法为以轧制方向作为拉伸方向的方式裁取拉伸试验片，赋予7.5％预应变，再进行100℃加速时效30min时效处理后的屈服应力减去7.5％预应变后的应力得到的值，通过成分及工艺控制，得到AI低于10MPa的耐时效钢板；CN103540728B提供的人工加速模拟自然时效工艺为：加热温度150～200℃，保温时间为0.5～5h，冷却速度控制在≤1℃/s,其评价依据为自然时效与加速时效下屈服强度、抗拉强度、延伸率的变化。在低碳钢和超低碳烘烤硬化钢中，通常采用时效指数来评价(其方法为7.5％预拉伸变形后，进行100℃加速时效1h，其屈服强度增加量作用AI值)，一般认为AI≤30MPa具有较好的耐时效性，但实际时效指数的高低(加速时效)与自然时效特性无明显的对应关系，因此，对耐时效性的评价还不具备科学的方法。本发明人前期提出的申请号为201810746228.3的专利申请《超低碳烘烤硬化钢耐时效性评价方法》，直接对试样进行100℃加速时效1h，利用屈服延伸⊿Ae<1.0％判据来判断其耐时效性的好坏，该评价方法与自然时效有较强的对应关系，但其判据条件还不够完善。

[0004] 为解决以上问题，本发明者对180MPa级冷轧超低碳烘烤硬化钢进行了25～170±5℃时效试验，通过制定加速时效热处理工艺，找出不同时效温度下出现屈服现象时的临界时效时间，提出了一种超低碳烘烤硬化钢耐时效性评价方法。

发明内容

[0005] 本发明所要解决的技术问题是：提供一种超低碳烘烤硬化钢耐时效性评价方法，有利于超低碳烘烤硬化钢生产企业和用户判断其自然条件下存放时间，从而及时使用超低碳钢烘烤硬化钢使用，减少用户使用疑虑和不必要的质量损失。

[0006] 为解决上述技术问题本发明所采用的技术方案是：超低碳烘烤硬化钢耐时效性评价方法，包括：

[0007] 将超低碳烘烤硬化钢取样后在25±5～170±5℃温度范围内进行不同时效时间的热处理，测试出试样出现屈服现象时所对应的临界时效时间，然后测试试样的屈服延伸Ae，若Ae≤0.2％则表明该时效方案对应的超低碳烘烤硬化钢具有良好的耐时效性。

[0008] 进一步的是：将超低碳烘烤硬化钢取样后按下表所述方案进行热处理：

[0009]试样编号 时效温度/℃ 时效时间/min
1 170±5 0.5～5
2 150±5 1～10
3 130±5 1～15
4 100±5 1～60
5 80±5 10～500
6 60±5 100～2000
7 40±5 1000～12000
8 25±5 10000～200000

[0010] 测试出试样出现屈服现象时所对应的临界时效时间，然后测试试样的屈服延伸Ae，若Ae≤0.2％则表明该时效方案对应的超低碳烘烤硬化钢具有良好的耐时效性。

[0011] 进一步的是：将超低碳烘烤硬化钢取样后分别在80±5℃温度下时效150min，在100±5℃温度下时效40min，在130±5℃温度下时效8min，在150±5℃温度下时效4min；测试出试样出现屈服现象时所对应的临界时效时间，然后测试试样的屈服延伸Ae，若Ae≤
0.2％则表明该时效方案对应的超低碳烘烤硬化钢具有良好的耐时效性。

[0012] 进一步的是：将超低碳烘烤硬化钢取样后在100±5℃温度下时效40min，然后测试其屈服延伸Ae，若Ae≤0.2％则表明该超低碳烘烤硬化钢具有良好的耐时效性。

[0013] 进一步的是：所述超低碳烘烤硬化钢的成分按质量百分比计为：0.0015～0.0025％C、0.04～0.06％Si、0.35～0.45％Mn、0.045～0.060％P、S≤0.008％、0.007～
0.014％Ti、0.025～0.060％Al、N≤0.0030％、铁及不可避免的杂质。

[0014] 进一步的是：所述超低碳烘烤硬化钢为180MPa级冷轧超低碳烘烤硬化钢，其屈服延伸Ae＝0％。

[0015] 进一步的是：所述超低碳烘烤硬化钢的退火温度为810～830℃。

[0016] 本发明具有以下有益效果：本发明对超低碳烘烤硬化钢进行加速时效评价，以屈服延伸Ae≤0.2％的标准来评判超低碳烘烤硬化钢的耐时效性，该加速时效评价方法与自然时效评价结果相吻合，且判据条件完善，能够更好得为大生产服务，加快生产和供货，有利于超低碳烘烤硬化钢生产企业和用户判断其自然条件下存放时间，从而及时使用超低碳钢烘烤硬化钢，减少用户使用疑虑和不必要的质量损失；本发明方法操作简单，对设备要求低，并能快速、准确、高效评价超低碳烘烤硬化钢的耐时效性。

附图说明

[0017] 图1为本发明中时效温度与临界时效时间的关系曲线图。

具体实施方式

[0018] 为了便于理解本发明，下面结合附图及实施例对本发明进行进一步的说明。

[0019] 本发明所述的超低碳烘烤硬化钢耐时效性评价方法，其步骤为：将超低碳烘烤硬化钢取样后在25±5～170±5℃温度范围内进行不同时效时间的热处理，测试出试样出现屈服现象时所对应的临界时效时间，然后测试试样的屈服延伸Ae。本发明所针对的180MPa级冷轧超低碳烘烤硬化钢，其成分按质量百分比计为：0.0015～0.0025％C、0.04～0.06％Si、0.35～0.45％Mn、0.045～0.060％P、S≤0.008％、0.007～0.014％Ti、0.025～0.060％Al、N≤0.0030％、铁及不可避免的杂质；180MPa级冷轧超低碳烘烤硬化钢的屈服延伸Ae＝0％，经过时效评价后若Ae≤0.2％则表明该时效方案对应的超低碳烘烤硬化钢具有良好的耐时效性，保证3个月内不出现由于屈服造成的拉伸应变痕。

[0020] 本发明所采用的超低碳烘烤硬化钢试样在生产中的冶炼、轧制、退火和平整工艺均采用相同工艺要求控制，在取样时，在超低碳烘烤硬化钢成品样中随机取下试样2块，并在取下的试样中距边部1/4位置处按A50试样加工要求取样进行加速时效评价试验，时效评价试验在恒温烤箱中进行，温度波动控制在±5℃以内。本发明的具体时效方案如表1所示：

[0021] 表1时效评价方案

[0022]试样编号 时效温度/℃ 时效时间/min
1 170±5 0.5～5
2 150±5 1～10
3 130±5 1～15
4 100±5 1～60
5 80±5 10～500
6 60±5 100～2000
7 40±5 1000～12000
8 25±5 10000～200000

[0023] 测试出试样出现屈服现象时所对应的临界时效时间，然后测试试样的屈服延伸Ae，若Ae≤0.2％则表明该时效方案对应的超低碳烘烤硬化钢具有良好的耐时效性。

[0024] 采用中间值插值法进行试验，根据上述时效试验方案，绘制出了如图1所示的效温度与临界时效时间的关系曲线图，根据曲线变化规律以及测试出屈服延伸≤0.2％对应的热处理时间，得到如表2所示的四种时效评价方案：

[0025] 表2Ae≤0.2％的时效评价方案

[0026]

[0027] 如表2所示的四种评价方案都为屈服延伸≤0.2％的评价方案，对此四种评价方案进行优选，由于第一种和第二种方案的时效时间过短，容易受到恒温烤箱温度均匀性影响，而第四种方案的时效时间过长，不利于现场实施，因此优选第三种评价方案作为最佳评价方案，即将超低碳烘烤硬化钢取样后在100±5℃温度下时效40min，然后测试其屈服延伸Ae，若Ae≤0.2％则表明该超低碳烘烤硬化钢具有良好的耐时效性。

[0028] 实施例1

[0029] 所取超低碳烘烤硬化钢成分(按质量百分比计)为0.0015％C、0.06％Si、0.37％Mn、0.048％P、0.005％S、0.012％Ti、0.038％Al、0.0021％N，其余为铁和不可避免的杂质；退火温度为818℃，平整延伸率为1.2％，成品屈服强度和屈服延伸率分别为207MPa和0％。

[0030] 在成品试验卷中沿板宽方向1/4处取标准A50拉伸试样若干，按表1所示时效评价方案在恒温烤箱中进行时效热处理试验，得到25～170℃温度范围内不同时效温度下的临界时效时间，结果如表3所示。

[0031] 实施例2

[0032] 所取超低碳烘烤硬化钢成分(按质量百分比计)为0.0018％C、0.05％Si、0.39％Mn、0.048％P、0.006％S、0.011％Ti、0.032％Al、0.0020％N，其余为铁和不可避免的杂质；退火温度为818℃，平整延伸率为1.2％，成品屈服强度和屈服延伸率分别为211MPa和0％。

[0033] 在成品试验卷中沿板宽方向1/4处取标准A50拉伸试样若干，按表1所示时效评价方案在恒温烤箱中进行时效热处理试验，得到25～170℃温度范围内不同时效温度下的临界时效时间，结果如表3所示。

[0034] 实施例3

[0035] 所取超低碳烘烤硬化钢成分(按质量百分比计)为0.0020％C、0.06％Si、0.40％Mn、0.048％P、0.006％S、0.012％Ti、0.032％Al、0.0018％N，其余为铁和不可避免的杂质；退火温度为820℃，平整延伸率为1.2％，成品屈服强度和屈服延伸率分别为213MPa和0％。

[0036] 在成品试验卷中沿板宽方向1/4处取标准A50拉伸试样若干，按表1所示时效评价方案在恒温烤箱中进行时效热处理试验，得到25～170℃温度范围内不同时效温度下的临界时效时间，结果如表3所示。

[0037] 实施例4

[0038] 所取超低碳烘烤硬化钢成分(按质量百分比计)为0.0023％C、0.05％Si、0.38％Mn、0.047％P、0.006％S、0.012％Ti、0.032％Al、0.0019％N，其余为铁和不可避免的杂质；退火温度为819℃，平整延伸率为1.2％，成品屈服强度和屈服延伸率分别为214MPa和0％。

[0039] 在成品试验卷中沿板宽方向1/4处取标准A50拉伸试样若干，按表1所示时效评价方案在恒温烤箱中进行时效热处理试验，得到25～170℃温度范围内不同时效温度下的临界时效时间，结果如表3所示。

[0040] 实施例5

[0041] 所取超低碳烘烤硬化钢成分(按质量百分比计)为0.0025％C、0.05％Si、0.39％Mn、0.049％P、0.006％S、0.013％Ti、0.032％Al、0.0022％N，其余为铁和不可避免的杂质；退火温度为815℃，平整延伸率为1.2％，成品屈服强度和屈服延伸率分别为216MPa和0％。

[0042] 在成品试验卷中沿板宽方向1/4处取标准A50拉伸试样若干，按表1所示时效评价方案在恒温烤箱中进行时效热处理试验，得到25～170℃温度范围内不同时效温度下的临界时效时间，结果如表3所示。

[0043] 表3实施例的临界时效时间/min

[0044]