CN102605269B - 一种冷轧薄板的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种提高韧性和塑性的冷轧薄板的制备方法，包括将化学成分质量百分比为：C为0.18%；Mn为0.50%；Si为0.20%；P≤0.025%；S≤0.020%；Cr≤0.25%；Ni≤0.25%；Cu≤0.25%，余量为Fe的钢坯依次经过热轧、冷轧后得到冷轧钢卷，然后经连续退火方法后即得，通过优化成分设计，调整和优化热轧、冷轧和退火工艺参数、平整工艺参数，成功生产出较高延伸率水平的20号带钢。通过对热轧、冷轧和连续退火等工艺进行优化的基础上，所生产的连续退火钢板具有较高强度及延伸率，提高了产品质量，解决了20号钢在连续退火生产中珠光体分散、球化的问题。

Description

一种冷轧薄板的制备方法

技术领域

本发明属于金属材料加工领域，具体涉及一种冷轧薄板的制备方法。 

背景技术

一般来讲，钢可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。含碳量一般小于0.25%为低碳钢，含碳量一般大于0.60%为高碳钢，介于中间的为中碳钢。20号钢是指含碳量，含碳量为0.2%，属于低碳钢。20号钢是一种优质结构碳素钢，其冷轧薄板主要用于汽车、家电、建筑等行业。20号钢中碳的质量分数相对较低，退火时在奥氏体中未溶解的碳化物质点较少，球化较为困难。从能量的角度来说，球状渗碳体单位体积界面面积最小，是钢中最稳定的组织，故具有最低的界面能。由于上述原因，普通连续退火容易产生网状渗碳体组织将铁素体分割开，故塑性较低导致冲压变形及开裂。现有文献公开了“低碳钢冷轧板连续退火方法”，介绍了低碳薄板的连续退火特点，但要求：“带钢需进入温度为850-900℃的加热炉进一步加热，加热时间为56-110秒”，如果20号钢经850-900℃加热后势必会造成最终珠光体组织球化困难，因此不适合含碳量相对较高的20号钢生产。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种提高韧性和塑性的冷轧薄板的制备方法。 

具体技术方案由如下步骤实现： 

一种冷轧薄板的制备方法，包括将化学成分质量百分比为：C为0.18%；Mn为0.50%；Si为0.20%；P≤0.025%；S≤0.020%；Cr≤0.25%；Ni≤0.25%；Cu≤0.25%，余量为Fe的钢坯依次经过热轧、冷轧后得到冷轧钢卷，然后经连续退火方法后即得； 

其中，所述连续退火方法包括如下步骤： 

A将带钢由室温进入介质为H₂和N₂组成的非氧化性的退火炉内； 

B经35-50秒加热至240-260℃； 

C然后经600-850秒进一步加热到720-740℃； 

D然后保温210-300秒； 

E然后经60-85秒冷却至550-610℃； 

F然后经15-20秒冷却至420-450℃； 

G然后经790-1110秒冷却至340-380℃后水冷至室温。 

在上述技术方案中，在所述热轧步骤中，所述钢坯的所述热轧工艺参数为：加热温度为1230±30℃；终轧温度为850±30℃；卷取温度为630±30℃。 

在上述技术方案中，在所述冷轧步骤中，所述冷轧的控制压下率为50-70%。 

优选地，所述连续退火方法还包括如下步骤： 

A将带钢由室温进入介质为H₂和N₂组成的非氧化性的退火炉内； 

B经35秒加热至240℃； 

C然后经600秒进一步加热到720℃； 

D然后保温210秒； 

E然后经60秒冷却至610℃； 

F然后经15秒冷却至450℃； 

G然后经790秒冷却至380℃后水冷至室温。 

优选地，所述连续退火方法还可以包括如下步骤： 

A将带钢由室温进入介质为H₂和N₂组成的非氧化性的退火炉内； 

B经50秒加热至260℃； 

C然后经850秒进一步加热到740℃； 

D然后保温300秒； 

E然后经85秒冷却至550℃； 

F然后经20秒冷却至420℃； 

G然后经1110秒冷却至340℃后水冷至室温。 

本发明的有益效果是：通过优化成分设计，调整和优化热轧、冷轧和退火工艺参数、平整工艺参数，成功生产出较高延伸率水平的20号带钢。通过对热轧、冷轧和连续退火等工艺进行优化的基础上，所生产的连续退火钢板具有较高强度及延伸率，提高了产品质量，解决了20号钢在连续退火生产中珠光体分散、球化的问题。 

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种退火后的金相组织图。 

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。 

实施例1：

将化学成分质量百分比为：C为0.18%；Mn为0.50%；Si为0.20%；P为0.025%；S为0.020%；Cr为0.25%；Ni为0.25%；Cu为0.25%，余量为Fe的钢坯依次先经过热轧，热轧工艺参数控制为：加热温度，1260℃；终轧温度，880℃；卷取温度，660℃；然后冷轧后得到冷轧钢卷，冷轧工艺控制压下率在50%，然后经连续退火方法后即得。 

退火方法为： 

A带钢由室温进入炉内介质为H₂和N₂组成的非氧化性气氛中经35秒加热至240℃； 

B随后在H₂和N₂组成的非氧化性气氛中经600秒进一步加热到720℃； 

C随后在720℃的H₂和N₂组成的非氧化性气氛中保温210秒； 

D随后在H₂和N₂组成的非氧化性气氛中经60秒冷却至610℃；

E随后在H₂和N₂组成的非氧化性气氛中经15秒冷却至450℃； 

F随后在H₂和N₂组成的非氧化性气氛中经790秒冷却至380℃后采 用介质水冷却至室温。 

按上述工艺实施例1处理后的20号钢性能结果如下表1所示： 

工艺	Rel,MPa	Rm，MPa	A11.3，%
				1	335	450	34.0

表1  20号钢性能表 

附图1为上述实施例1后退火后的金相组织图，从图中可以看出大部分珠光体已发生球化为渗碳体质点并分散于基体中。 

在本发明中，卷取温度的高低对20号钢板屈服强度的降低起到显著的作用。低温卷取相变过冷度大，新相易于形核，从而使组织晶粒细化，有利于获得相对较低的屈服强度，从而提高冷轧板的冲压性能。 

实施例2：

将化学成分质量百分比为：C为0.18%；Mn为0.50%；Si为0.20%；P为0.024%；S为0.019%；Cr为0.24%；Ni为0.24%；Cu为0.24%，余量为Fe的钢坯依次先经过热轧，热轧工艺参数控制为：加热温度，1200℃；终轧温度，820℃；卷取温度，600℃；然后冷轧后得到冷轧钢卷，冷轧工艺控制压下率在70%，然后经连续退火方法后即得。 

退火方法为： 

Ａ带钢由室温进入炉内介质为H₂和N₂组成的非氧化性气氛中经50秒加热至260℃； 

Ｂ随后在H₂和N₂组成的非氧化性气氛中经850秒进一步加热到740℃； 

Ｃ随后在740℃的H₂和N₂组成的非氧化性气氛中保温300秒； 

Ｄ随后在H₂和N₂组成的非氧化性气氛中经85秒冷却至550℃； 

Ｅ随后在H₂和N₂组成的非氧化性气氛中经20秒冷却至420℃； 

Ｆ随后在H₂和N₂组成的非氧化性气氛中经1110秒冷却至340℃后 采用介质水冷却至室温。 

按上述工艺实施例2处理后的20号钢性能结果如下表2所示： 

表220号钢性能表 

工艺	Rel,MPa	Rm，MPa	A11.3，%
				2	348	455	32.5

经过多次实验总结，我们发现，经过热轧和冷轧工序后的冷轧薄板20号钢进入连续退火炉，在H₂和N₂组成的非氧化性气氛中经35-50秒加热至240-260℃，此过程利用炉内废气加热带钢，既为带钢随后加热至高温奠定了基础，又最大限度的节约了能源消耗；经600-850秒进一步加热到720-740℃，此过程使得渗碳体逐渐溶解，微观纤维条状晶粒经加热后逐渐发生再结晶；在720-740℃保温210-300秒，此过程使20号钢组织充分再结晶，已溶解渗碳体扩散并保持存在一定未溶解渗碳体质点；经60-85秒冷却至550-610℃，此过程使得渗碳体在前一过程未溶解渗碳体质点处逐渐析出，为球化过程做好准备。当保留未溶解渗碳体的碳分布不均匀的奥氏体向珠光体转变时，未溶解的残余渗碳体便极易成为形核质点，这样的形核质点与在奥氏体晶界形成的核不同，它可以向四周长大，并最终最大限度的使珠光体球化，提高粒状渗碳体比例。 

经过经15-20秒冷却至420-450℃，此过程尽快使带钢降温至适合连续退火工艺中渗碳体分解、球化温度；经过790-1110秒冷却至340-380℃后，会更好的调节渗碳体分散化、珠光体球化及晶粒尺寸的大小，从而更好的控制抗拉强度与延伸率。 

另外，一定的冷轧压下率，是随后连续退火再结晶的驱动力，并决定了再结晶形核点的多少。此发明根据不同的带钢厚度规格，将冷轧压下率大致控制在50-70%范围内。 

为了改善20号钢板形状况及得到一定的表面粗糙度，本发明采用1.2 ±0.2%平整延伸率来进行控制。 

因此可以看出，通过本发明生产的20号钢的屈服强度平均在330MPa左右，抗拉强度平均在450MPa左右，延伸率在30%左右。连续退火板具有较高的强度和延伸率，提高了产品质量，满足了冲压成形性能要求。 

Claims (5)

1.一种冷轧薄板的制备方法，其特征在于，包括将化学成分质量百分比为：C为0.18%；Mn为0.50%；Si为0.20%；P≤0.025%；S≤0.020%；Cr≤0.25%；Ni≤0.25%；Cu≤0.25%，余量为Fe的钢坯依次经过热轧、冷轧后得到冷轧钢卷，然后经连续退火方法后即得；

其中，所述连续退火方法包括如下步骤：

A将带钢由室温进入介质为H₂和N₂组成的非氧化性的退火炉内；

B经35-50秒加热至240-260℃；

C然后经600-850秒进一步加热到720-740℃；

D然后保温210-300秒；

E然后经60-85秒冷却至550-610℃；

F然后经15-20秒冷却至420-450℃；

G然后经790-1110秒冷却至340-380℃后水冷至室温。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述热轧步骤中，所述钢坯的所述热轧工艺参数为：加热温度为1230±30℃；终轧温度为850±30℃；卷取温度为630±30℃。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述冷轧步骤中，所述冷轧的控制压下率为50-70%。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述连续退火方法包括如下步骤：

A将带钢由室温进入介质为H₂和N₂组成的非氧化性的退火炉内；

B经35秒加热至240℃；

C然后经600秒进一步加热到720℃；

D然后保温210秒；

E然后经60秒冷却至610℃；

F然后经15秒冷却至450℃；

G然后经790秒冷却至380℃后水冷至室温。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述连续退火方法包括如下步骤：

A将带钢由室温进入介质为H₂和N₂组成的非氧化性的退火炉内；

B经50秒加热至260℃；

C然后经850秒进一步加热到740℃；

D然后保温300秒；

E然后经85秒冷却至550℃；

F然后经20秒冷却至420℃；

G然后经1110秒冷却至340℃后水冷至室温。