CN102965573B - 一种采用csp工艺生产的高强薄钢板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种采用CSP工艺生产的高强薄钢板及其制备方法：其组分几种令百分比含量为：C：0.15～0.25，Si：≤0.10，Mn：1.00～1.80，P：≤0.020，S：≤0.010，Ti：0.09～0.20，Als：0.02～0.08，N：≤0.008；金相组织为20％～35%的珠光体+55％～75％的铁素体+少量贝氏体；制备工艺：冶炼并连铸成坯；均热；轧制；层流冷却；卷取。本发明热轧结构钢薄板的屈服强度（ReL）≥700MPa，抗拉强度（Rm）≥750MPa，且耐磨性能较好，能以热代冷，以薄代厚，完全可以满足工程结构用高强度钢的需求。

Description

一种采用CSP工艺生产的高强薄钢板及其制备方法

技术领域

本发明涉及微合金化钢及其制备方法，具体地指一种采用CSP工艺生产的高强薄钢板及其制备方法。

背景技术

随着工业技术的发展和科技能力的提高，很多原来只能使用冷轧高强钢的零件已经逐渐为热轧薄板所替代。CSP（连铸连轧）生产线以其独特的工艺流程，为开发和生产热轧高强钢薄板提供了良好平台。国际国内利用薄板坯连铸连轧生产线设计和制造热轧高强钢已经有很多成果，如申请号为CN200510036889.X、CN200510073651.4等专利介绍了一些薄板坯C-Mn优质高强度板带钢的生产工艺方法，珠钢、涟钢等也有连铸连轧工艺制造700MPa级高强度结构钢的报道，但是综合以上文献，均是采用低碳高钛成分系列，其中C含量一般小于等于0.12%。                根据以上相关研究，低碳成分设计高Ti钢可以达到强度要求，但是由于碳含量偏低，制成的钢材表面硬度偏小，仅能应用于一般结构件，而不能满足诸如载重车厢结构、高强结构外板等具有表面性能的结构。同时受装备条件限制，常规均热温度都在1200℃以下，该温度极大的限制了钢坯中Ti的固溶效果，降低了Ti元素的微合金化作用。

发明内容

本发明的目的在于开发一种适用于CSP生产线生产的屈服强度≥700MPa，延伸率≥17%，耐磨损性能较好且适应厚度在1.0～4.0mm的热轧高强度结构钢薄板及其制备方法。

实现上述目的的措施：

一种采用CSP工艺生产的高强薄钢板，其组分几种令百分比含量为：C：0.15～0.25，Si：≤0.10，Mn：1.00～1.80，P：≤0.020，S：≤0.010，Ti：0.09～0.20，Als：0.02～0.08， N：≤0.008，其余为Fe及不可避免的夹杂；金相组织为20％～35%的珠光体+55％～75％的铁素体+少量贝氏体。

制备一种采用CSP工艺生产的高强薄钢板的方法，其步骤：

1）冶炼并连铸成坯；

2）进行均热，控制均热温度在1200～1300℃，均热时间在20～60min;

3)进行轧制，并控制开轧温度不低于1200℃，终轧温度在870～930℃；

4）进行层流冷却，在冷却速度为不低于20℃/S下冷却到卷取温度；

5）进行卷取，并控制卷取温度在580～650℃。

本发明的热轧高强度结构钢薄板中各合金成份及均热的作用机理如下：

本发明的碳（C）含量为0.15%～0.25%，碳是钢中不可缺少的提高钢材强度的元素之一，同时可以与钢中Ti等作用形成微合金碳化物，起到析出强化作用。同时将碳含量限定在0.15～0.25%，还使钢板具有一定的硬度，提高耐磨损等使用性能。

本发明的锰（Mn）含量为1.00%～1.80%的锰，可降低奥氏体转变成铁素体的相变温度，扩大热加工温度区域，有利于细化晶粒尺寸，提高钢的屈服强度和抗拉强度。

本发明的磷（P）含量≤0.020%、硫（S）含量≤0.010%。磷在钢中具有容易造成偏析等不利影响。硫易与锰结合生成MnS夹杂，影响钢的磁感性能和塑性。因此，本发明应尽量减少磷、硫元素对钢性能的不利影响，通过对铁水进行深脱硫预处理等手段，控制磷、硫含量，从而减轻其不利影响。

本发明的硅（Si）含量≤0.10%。硅对热连轧板卷表面质量有不利影响，因此本发明应尽量降低钢中硅含量。

本发明选择钛（Ti）含量为0.09%～0.20%，钛是一种强烈的碳化物和氮化物形成元素，在钢重新加热中阻止奥氏体晶粒长大，在高温奥氏体区粗轧时TiN和TiC析出，可有效抑制奥氏体晶粒长大，同时析出的TiN和TiC可以有效的提高钢板强度。

本发明的铝(Al)含量为0.02～0.08%，其主要作用是脱去钢水中的氧(O)，防止钛被氧化而失效。

本发明的氮(N)含量≤0.008%，属于转炉钢中正常残余，可以与钢中钛（Ti）结合形成TiN析出，起到抑制奥氏体晶粒长大和析出强化作用。

试验表明，本发明的热轧高强度结构钢薄板的屈服强度（ReL）≥700MPa，抗拉强度（Rm）≥750MPa，可以满足工程结构用高强度钢的需求。

本发明之所以将均热温度控制在1200～1300℃，均热时间在20～60min，其目的在于使钢中的Ti元素和化合物充分固溶，使之能在后续轧制、冷却和卷取过程中发挥其微合金化作用，具体为形成弥散细小的TiC第二项析出，起到强化效果。固溶的越充分，其析出的TiC析出尺寸越小，弥散度越大，起到的析出强化效果越好。

本发明与现有技术相比，本发明的热轧结构钢薄板的屈服强度（ReL）≥700MPa，抗拉强度（Rm）≥750MPa，且耐磨性能较好，能以热代冷，以薄代厚，完全可以满足工程结构用高强度钢的需求。

附图说明

图1为本发明实施例1的金相组织图（30.29％珠光体+铁素体+少量贝氏体）；

 图2为本发明实施例2的金相组织图（21.83%珠光体+铁素体+少量贝氏体）；

图3为本发明实施例3的金相组织图（28.26％珠光体+铁素体+少量贝氏体）；

图4为本发明实施例4的金相组织图（24.1％珠光体+铁素体+少量贝氏体）。

具体实施方式

下面对本发明予以详细描述：

表1为本发明各实施例及对比例的取值列表；

表2为本发明各实施例及对比例的主要工艺参数列表；

表3为本发明各实施例及对比例性力学性能检验结果列表；

本发明各实施例按照以下步骤生产：

其步骤：

1）冶炼并连铸成坯；

2）进行均热，控制均热温度在1200～1300℃，均热时间在20～60min;

3)进行轧制，并控制开轧温度不低于1200℃，终轧温度在870～930℃；

4）进行层流冷却，在冷却速度为不低于20℃/S下冷却到卷取温度；

5）进行卷取，并控制卷取温度在580～650℃。

表1    本发明钢各实施例及对比例的化学成分wt%

成份	C	Si	Mn	P	S	Ti	Al	N
									1	0.15	0.03	1.73	0.016	0.005	0.13	0.034	0.007
2	0.19	0.022	1.66	0.011	0.004	0.17	0.047	0.008
									3	0.23	0.025	1.58	0.015	0.005	0.15	0.058	0.007
4	0.25	0.041	1.8	0.01	0.002	0.09	0.02	0.0072
									5	0.17	0.012	1.05	0.009	0.0032	0.2	0.08	0.0067
对比例	0.06	0.010	1.82	0.012	0.003	0.14	0.052	0.006

表2  本发明钢各实施例及对比例的主要工艺参数列表

实施例

均热温度℃

均热时间min

开轧温度℃

终轧温度℃

冷却速度℃/S

卷取温度℃

钢板厚度mm

1

1200～1210

20

1205～1215

870～875

21

580～585

3.0

2

1235～1245

35

1210～1220

883～888

28

595～600

2.0

3

1250～1260

45

1220～1230

905～915

33

620～625

4.0

4

1275～1285

52

1245～1255

925～930

35

630～635

2.5

5

1290～1300

60

1233～1242

891～896

38

645～650

1.2

对比例

1150～1200

/

1120～1180

870～890

25

600～620

2.0

表3    本发明钢各实施例及对比例的试验结果

从表3可以看出，在满足力学性能的前提下，硬度性能也显著提高，且不变形。

上述实施例仅为最佳例举，而并非是对本发明的实施方式的限定。

Claims (1)

1.制备一种采用CSP工艺生产的高强薄钢板的方法，其步骤：

1）冶炼并连铸成坯；其组分及重量百分比含量为：C：0.15～0.25，Si：≤0.10，Mn：1.00～1.80，P：≤0.020，S：≤0.010，Ti：0.09～0.20，Als：0.02～0.08， N：≤0.008，其余为Fe及不可避免的夹杂；金相组织为20％～35%的珠光体+55％～75％的铁素体+少量贝氏体；

2）进行均热，控制均热温度在1260～1300℃，均热时间在20～60min;

3)进行轧制，并控制开轧温度不低于1200℃，终轧温度在870～930℃；

4）进行层流冷却，在冷却速度为不低于20℃/S下冷却到卷取温度；

5）进行卷取，并控制卷取温度在580～650℃。