CN102492823A - 屈服强度420MPa级冷轧低合金高强钢板的连续退火工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种屈服强度420MPa级冷轧低合金高强钢板的快速高效连续退火工艺，该钢种的化学成分质量百分比为：C≤0.1％，Mn≤1.6％，Si≤0.5％，P≤0.025％，S≤0.025％，Alt≤0.015％，Ti≤0.15％，Nb≤0.09％，余量为Fe，其冷轧压下率控制在60-70％。从室温以20±5℃/s的速率加热至650±20℃，接着以150±25℃/s的速率加热至800±10℃，均热40-100s，然后以10±5℃/s的速率冷却至600±20℃，再以25±5℃/s的速率冷却至270±20℃，最后入水冷却至室温。本发明生产的连续退火钢板，在维持力学性能几乎不变的同时，缩短了连续退火时间，降低了能耗。

Description

屈服强度420MPa级冷轧低合金高强钢板的连续退火工艺
技术领域
本发明属于金属材料热处理技术领域，涉及一种屈服强度420MPa级冷轧低合金高强钢板的连续退火工艺。
背景技术
低合金高强钢是近三十年来发展和形成的一类钢种系列。该类钢通过在低碳钢中单一或复合添加铌、钛、钒等微合金元素，形成碳氮化合物粒子析出进行强化，同时通过微合金元素的细化晶粒作用获得较高的强度。随着汽车和家电行业的迅猛发展，目前，该类钢根据合金成分的不同，已发展出不同强度级别的冷轧低合金高强钢。
国内大部分钢厂对冷轧低合金高强钢板主要采用连续退火方式进行热处理。与传统的罩式退火工艺相比，连续退火工艺大大节省了退火时间，减少了能源消耗，从而降低了生产成本，提高了产量。
对于冷轧低合金高强钢板，连续退火是生产过程中的关键环节之一，但该过程耗能很高。
在现有冷轧低合金高强钢板制造工艺中，对屈服强度420MPa级冷轧低合金高强钢板进行连续退火处理一般采用的工艺为：
以10℃/s的速率加热至200℃，接着以5℃/s的速率加热至800℃，均热100s，然后以10℃/s的速率冷却至600℃，再以25℃/s的速率冷却至400℃，之后以0.7℃/s的速率缓冷至280℃左右，最后入水冷却至室温，此过程花费的时间约为440s，得到钢板的力学性能为：屈服强度约430MPa，抗拉强度约500MPa，断后伸长率约21％。
发明内容
本发明的目的在于提供一种屈服强度420MPa级冷轧低合金高强钢板的连续退火工艺，与现有工艺相比，减少了工艺时间，实现节能且高效生产。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
屈服强度420MPa级冷轧低合金高强钢板的连续退火工艺，该钢种的化学成分质量百分比为：C≤0.1％，Mn≤1.6％，Si≤0.5％，P≤0.025％，S≤0.025％，Alt≤0.015％，Ti≤0.15％，Nb≤0.09％，余量为Fe，其冷轧压下率控制在60～70％；其连续退火工艺包括如下步骤：
1)一次加热段，从室温以20±5℃/s的速率加热至650±20℃；
2)二次加热段，以150±25℃/s的速率加热至800±10℃；
3)均热段，均热温度800±10℃，均热时间40～100s；
4)缓冷段，以10±5℃/s的速率冷却至600±20℃；
5)快冷段，以25±5℃/s的速率冷却至270±20℃；
6)入水冷却至室温。
本发明冷轧低合金高强钢板的屈服强度平均440MPa，抗拉强度500MPa，断后伸长率在21％左右。
本发明冷轧低合金高强钢板通过将冷轧压下率控制在60～70％，是随后连续退火再结晶的驱动力，并决定了再结晶形核率的高低。
加热速率对屈服强度420MPa级低合金高强钢的组织转变及力学性能没有影响，本发明将一次加热段和二次加热段的加热速率分别提升为20±5℃/s和150±25℃/s，与原工艺相比，减少了加热时间。
在800℃，屈服强度420MPa级低合金高强钢以极快的速度奥氏体化，本发明将均热时间设定为40-100s，已能保证其完全奥氏体化，与原工艺相比，减少了均热时间。
过时效工艺的作用是使钢中的碳化物在晶内均匀析出分布，减少钢中固溶碳含量，降低成品钢板的时效性。对屈服强度420MPa级低合金高强钢，在缓冷与快冷过程中碳化物已充分析出，因此本发明将原生产工艺过时效段的冷却速率改变为与快冷速率相同，将快冷段出口设定为270±20℃，与现有退火工艺相比，减少了冷却时间。
本发明的优点在于：
本发明缩短了连续退火时钢的加热、均热和冷却时间，降低了能耗，提高了生产效率。本发明通过调整连续退火参数，在维持钢的力学性能几乎不变的同时，能显著缩短连续退火时钢的在炉时间，可以降低能耗，缩短生产周期，降低生产成本，提高生产效率，具有巨大的经济效益和社会效益。
附图说明
图1为现有屈服强度420MPa级冷轧低合金高强钢板的连续退火工艺示意图。
图2为本发明屈服强度420MPa级冷轧低合金高强钢板的连续退火工艺示意图。
图3为本发明屈服强度420MPa级冷轧低合金高强钢板连续退火后的金相组织照片，可清晰看到细化的晶粒组织与晶粒内部细小的碳化物析出相。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的进一步说明。
实施例1
将本发明屈服强度420MPa级冷轧低合金高强钢板从室温以15℃/s的速率加热至630℃，接着以125℃/s的速率加热至790℃，均热100s，然后以5℃/s的速率冷却至620℃，再以20℃/s的速率冷却至290℃，最后入水冷却至室温。
实施例2
参见图2，将本发明屈服强度420MPa级冷轧低合金高强钢板从室温以20℃/s的速率加热至650℃，接着以150℃/s的速率加热至800℃，均热70s，然后以10℃/s的速率冷却至600℃，再以25℃/s的速率冷却至270℃，最后入水冷却至室温。
实施例3
将本发明屈服强度420MPa级冷轧低合金高强钢板从室温以25℃/s的速率加热至670℃，接着以175℃/s的速率加热至810℃，均热40s，然后以15℃/s的速率冷却至580℃，再以30℃/s的速率冷却至250℃，最后入水冷却至室温。
表1力学性能实验结果
  Rp0.2，N/mm2   Rm，N/mm2   A80，％
  实施例1   434   494.72   21.53
  实施例2   436.2   508.60   20.95
  实施例3   444.1   501.85   21.03
  对比例1   431.3   500.72   21.25
对比例1
参见图1，将冷轧低合金高强钢板从室温以10℃/s的速率加热至200℃，接着以5℃/s的速率加热至800℃，均热100s，然后以10℃/s的速率冷却至600℃，再以25℃/s的速率冷却至400℃，之后以0.7℃/s的速率缓冷至280℃左右，最后入水冷却至室温。
由表1可以看出，对比例1和实施例1、2、3所得到的带钢性能相近，但实施例1、2、3所需的退火时间却远远少于对比例1所需的退火时间。
从图3可见，本发明屈服强度420MPa级冷轧低合金高强钢板连续退火后，可清晰看到细化的晶粒组织与晶粒内部细小的碳化物析出相。
最后应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，但本领域的技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.屈服强度420MPa级冷轧低合金高强钢板的连续退火工艺，该钢种的化学成分质量百分比为：C≤0.1％，Mn≤1.6％，Si≤0.5％，P≤0.025％，S≤0.025％，Alt≤0.015％，Ti≤0.15％，Nb≤0.09％，余量为Fe，其冷轧压下率控制在60～70％；其特征是，其连续退火工艺包括如下步骤：
1)一次加热段，从室温以20±5℃/s的速率加热至650±20℃；
2)二次加热段，以150±25℃/s的速率加热至800±10℃；
3)均热段，均热温度800±10℃，均热时间40～100s；
4)缓冷段，以10±5℃/s的速率冷却至600±20℃；
5)快冷段，以25±5℃/s的速率冷却至270±20℃；
6)入水冷却至室温。
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