冷軋低合金高強鋼（HSLA鋼）具有高屈服強度及屈強比、良好的成形及焊接性能等特點，比碳素結構鋼具有更高的屈服強度，而較雙相鋼等先進高強鋼具有更低的成本，因此備受市場青睞，廣泛應用于汽車、家電、建筑等行業(yè)的結構件中，其中在汽車輕量化應用中最為突出，特別是在國產自主品牌汽車和新能源汽車快速發(fā)展下，高性價比（低成本高性能）的冷軋低合金高強鋼發(fā)揮著重要的作用[1]。
汽車用HSLA鋼是在低碳鋼中添加Nb、Ti等微合金元素，利用細晶強化、析出強化等強化機理，提高其屈服強度、屈強比，同時兼?zhèn)淞己玫目棺冃文芰?/span>[2]。260~420 MPa級別HSLA鋼的牌號為HC260LA、HC300LA、HC340LA、HC380LA、HC420LA等，其中HC340LA與HC420LA市場最常見，廣泛應用于汽車的A柱上部加強件、內側B柱、車門檻加長件、左右縱梁外板和底盤座椅部件等領域，發(fā)展前景廣闊[3]。
1. 工藝流程
結合HSLA鋼種成分特點，對C、P、S、N等元素的控制與鋼水的潔凈度要求，以及LF與RH精煉設備能力，同時考慮經濟高效性，對不同強度級別的HSLA鋼采取不同的工藝路線。
（1）對于HC260LA、HC300LA和HC340LA牌號：KR脫硫→轉爐冶煉→LF精煉→連鑄→板坯檢驗→加熱→粗軋→精軋→層流冷卻→卷取→平整（根據(jù)需要）→熱卷檢驗→酸軋→連退→重卷/拉矯（根據(jù)需要）→冷卷檢驗→包裝→入庫。
（2）對于HC380LA和HC420LA牌號：KR脫硫→轉爐冶煉→LF精煉→RH精煉→連鑄→板坯檢驗→加熱→粗軋→精軋→層流冷卻→卷取→平整（根據(jù)需要）→熱卷檢驗→酸軋→連退→重卷/拉矯（根據(jù)需要）→冷卷檢驗→包裝→入庫。
2. 成分設計
成分配比和合金元素的含量是影響其組織性能的關鍵因素[4]。通過查閱資料，理論研究化學成分對HSLA鋼生產與性能的影響機理，并充分借鑒國內外同類產線鋼廠的生產實際情況，在保證產品質量前提前，綜合考慮低成本高效生產，以低C控制、適當加P提Mn、加Nb不加Ti為主要思路，保證各強度級別的性能要求，HSLA主要鋼種成分設計如表1所示。
3. 生產工藝控制
對冶煉連鑄的HSLA鋼坯，再經過熱軋、冷軋與連續(xù)退火生產工序，獲得最終的成品HSLA鋼帶。熱軋卷取溫度對后續(xù)成品性能和組織有一定的影響，熱軋的層流冷卻時存在一段空冷區(qū)，由于Nb元素對溫度的敏感性高，在空冷區(qū)時，含Nb析出物粗大，根據(jù)遺傳效應，后續(xù)隨著退火溫度的提高，含Nb析出物粗大化，降低了析出強化效果，對屈服強度效果影響明顯[5]。冷軋過程中產生大量的變形組織，在熱處理過程中，鐵素體經過回復并在形變帶發(fā)生形核再結晶和晶粒長大[6]。隨著冷軋壓下率增大，晶粒拉長使晶界面增加、晶格畸變程度增大，變形晶格間儲存的能量增大，晶格間及晶界上的變形缺陷增多。軋制過程中材料承受的軋制力越大，要求軋機的負荷能力越高。退火是晶粒再結晶的過程，隨著退火溫度的升高或保溫時間的延長，相同厚度規(guī)格鋼的晶粒尺寸明顯增大，主要是因為隨著溫度升高，晶粒長大速率增大，從而導致強度下降[7]；另外隨著退火速度的提高，γ→P相變過冷度增加，使得奧氏體分解珠光體形核加速且共析反應溫度降低，根據(jù)相變動力學和熱力學原理，這將導致先共析鐵素體含量減少，珠光體轉變量增加[8]。通過對HSLA鋼的熱軋、冷軋及連續(xù)退火工序的關鍵工藝參數(shù)進行優(yōu)化，形成標準化工藝控制參數(shù)，如表2所示。
4. 生產過程能力分析
通過對工業(yè)化生產的HSLA主要鋼種HC260LA、HC340LA與HC420LA力學性能實績值進行統(tǒng)計，如表3所示。
