CN103146998B

CN103146998B - 一种400Mpa级以上镀锌高强结构钢及其生产方法

Info

Publication number: CN103146998B
Application number: CN201310064053.5A
Authority: CN
Inventors: 刘再旺; 刘李斌; 朱国森; 崔阳; 周建; 郭亮; 梁轩; 黄学启; 李黎; 郭志飞; 郑晓飞; 黄来情
Original assignee: Shougang Corp
Current assignee: Shougang Group Co Ltd
Priority date: 2013-02-28
Filing date: 2013-02-28
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2033-02-28
Also published as: CN103146998A

Abstract

本发明披露了一种400Mpa级以上镀锌高强结构钢，包含：C：0.06-0.10%，Mn：0.4-1.0%，Si：0.10-0.30%，P：≤0.015%，S：≤0.015%，Als：0.02-0.05%，Nb：0.01-0.05%，余量为Fe。本发明提供的400Mpa级以上镀锌高强结构钢，采用添加微量的Nb元素达到提高强度的目的，从而减少了C、Si、Mn元素的加入量，极大地降低了C当量，提高了焊接性能，改善了钢材的脆性，提高了延伸性能。

Description

一种400Mpa级以上镀锌高强结构钢及其生产方法

技术领域

本发明涉及高强结构钢技术领域，特别涉及一种400Mpa级以上镀锌高强结构钢及其生产方法。

背景技术

镀锌高强结构钢，是一种常用的建筑用钢，现有技术中，主要是采用连续热镀锌方法进行生产。由于其较高的强度、良好的耐腐蚀性能，广泛用于轻钢结构楼承板。

高强结构钢在一般生产过程中通常采用C、Si、Mn元素进行强化，这三种元素对强度的升高都有显著作用，却会造成韧性的降低，而且极大地提高了C当量，焊接性能受到极大的影响，不利于冷轧和热镀锌的连续化生产。国标对高强结构钢的延伸率没有明确要求，然而在实际使用时，该钢种有一定程度的折弯，延伸性能较差容易产生开裂，应用范围受到限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种400Mpa级以上镀锌高强结构钢及其生产方法，解决了现有镀锌高强结构钢存在的通常采用C、Si、Mn元素进行强化造成韧性的降低，同时焊接性能受到极大的影响，不利于冷轧和热镀锌的连续化生产的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种400Mpa级以上镀锌高强结构钢，包含：C：0.06-0.10%，Mn：0.4-1.0%，Si：0.10-0.30%，P：≤0.015%，S：≤0.015%，Als：0.02-0.05%，Nb：0.01-0.05%，余量为Fe。

为了解决上述问题，本发明还提供了400Mpa级以上镀锌高强结构钢的生产方法，顺序包含：热轧、冷轧和热镀锌退火；所述热轧过程中，加热温度为1250±30℃，终轧温度为870-930℃，卷取温度为560-630℃。

进一步地，所述冷轧过程中，压下率为60～80%。

进一步地，所述热镀锌的退火过程中，加热段温度为660-750℃，均热段温度为660-750℃，缓冷段出口温度为660-690℃，快冷段出口温度为460-480℃，入锌锅温度为460±10℃，生产带速为60-140m/min，其中，缓冷段的冷却速度为3-15℃/s，快冷段冷却速度为10-30℃/s。

进一步地，在所述热镀锌过程中，光整延伸率根据钢板的厚度，小于或等于0.6%。

本发明提供的镀锌高强结构钢，采用添加微量的Nb元素达到提高强度的目的，从而减少了C、Si、Mn元素的加入量，极大地降低了C当量，提高了焊接性能，改善了钢材的脆性，提高了延伸性能。

本发明提供的镀锌高强结构钢的生产方法，通过控制热轧终轧温度、卷取温度、镀锌均热温度和光整机延伸率来实现高强度和高塑性之间的平衡，该方法实行低温卷取，通过固溶强化、析出强化和细晶强化，为成品提供高强度保证，并通过调节连续热镀锌的均热温度和光整机延伸率，来控制再结晶程度和晶粒尺寸，达到最终的高延伸率和高强度双重优良性能。

附图说明

图1为本发明实施例提供的400Mpa级以上镀锌高强结构钢的金相组织照片；

图2为本发明实施例提供的400Mpa级以上镀锌高强结构钢的屈服强度统计图；

图3为本发明实施例提供的400Mpa级以上镀锌高强结构钢的抗拉强度统计图；

图4为本发明实施例提供的400Mpa级以上镀锌高强结构钢的延伸率A₈₀统计图。

具体实施方式

本发明实施例提供的400Mpa级以上镀锌高强结构钢，包含：C：0.06-0.10%，Mn：0.4-1.0%，Si：0.10-0.30%，P：≤0.015%，S：≤0.015%，Als：0.02-0.05%，Nb：0.01～0.05%，余量为Fe。

本发明实施例提供的400Mpa级以上镀锌高强结构钢，如表1所述，共八个实施例，其中，ReH表示上屈服强度，也可只称屈服强度，Rm表示抗拉强度，A₈₀表示延伸率：

表1

同时针对上表中实施例1-8的400Mpa级以上镀锌高强结构钢，本发明还提供了相应的生产方法，包含：热轧加热温度为1240-1255℃；终轧温度为870-883℃；卷取温度为570-620℃；作为优选，冷轧压下率为65%（钢板厚度0.8mm）；热镀锌的退火过程中，加热温度为690-720℃，均热段温度为690-720℃，缓冷锻出口温度为660-690℃，快冷段出口温度为460-480℃，入锌锅温度为460±10℃；生产带速为110-130m/min；缓冷段的冷却速度为10-15℃/s，快冷段冷却速度：15-20℃/s；热镀锌的光整延伸率为0.3%。

本发明实施例提供的400Mpa级以上镀锌高强结构钢，得到的镀锌高强结构钢的金相组织结构如图1所示，屈服强度如图2所示，抗拉强度如图3所示，延伸率A₈₀如图4所示。

本发明实施例提供的400Mpa级以上镀锌高强结构钢，对C、Si、Mn、Nb元素的含量进行了严格设计，这四种元素都是强化元素，极大地提高了基体的强度。

当C含量提高，钢中的珠光体随之增多，故强度和硬度相应提高，而塑性和韧性则相应降低。碳是显著降低钢材可焊性元素之一，碳还增加钢的冷脆性和时效敏感性，降低抗大气锈蚀性。

Si在钢中除少量呈非金属夹杂物外，大部分溶于铁素体中。当含量较低（小于1%）时，可提高钢材的强度，对塑性和韧性影响不明显。

Mn溶于铁素体中。锰能消减硫和氧所引起的热脆性，使钢材的热加工性质改善。锰溶于铁素体中使其强化，并起到细化珠光体作用，使强度提高。

Nb是微合金钢中最常用的元素之一，少量的Nb元素既可以通过阻碍再结晶实现晶粒细化来提搞强度和韧性，也可以通过控轧控冷来形成细小弥散的析出物提高强度；另一方面，在连续化生产过程中，Nb对改善焊接性能也有非常显著的作用。

镀锌均热温度能控制退火再结晶程度和晶粒大小，从而影响成品板材强度和延伸率。退火温度越高，再结晶越充分，晶粒越大，强度越低，延伸率越高；退火温度越低，再结晶程度越低，钢板的强度越高，延伸率越低；当退火温度低于再结晶临界温度时，强度急剧升高，延伸率性能几乎消失。

镀锌光整机延伸率，一方面为了控制成品表面和板形，另一方面对强度的影响也是巨大的，光整机延伸率能控制屈服平台长度，屈服平台越长，屈服强度越高。

本发明实施例提供的400Mpa级以上镀锌高强结构钢及其生产方法通过控制热轧终轧温度、卷取温度、镀锌均热温度和光整机延伸率来保证延伸率和高强度。该方法通过严格控制终轧温度避免在双相区轧制，造成混晶，又避免终轧温度过高造成晶粒粗化；通过控制热轧卷取温度实现晶粒细化，并且形成细小的析出粒达到析出强化的作用。

本发明实施例提供的400Mpa级以上镀锌高强结构用钢及其生产方法，通过控制化学成分含量和在对热轧、冷轧和连续热镀锌工艺进行设计，所生产的既具有高强度还具有高延伸率的特点，扩大了应用范围，带来可观的经济效益。

最后所应说明的是，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，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，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

1.一种400Mpa级以上镀锌高强结构钢的生产方法，其中，所述结构钢包含：C：0.06-0.10％，Mn：1.0％，Si：0.30％，P：0.015％，S：≤0.015％，Als：0.02-0.05％，Nb：0.023-0.05％，余量为Fe；

其特征在于，所述钢的生产方法，顺序包括：热轧、冷轧和热镀锌；所述热轧过程中，加热温度为1280℃，终轧温度为870-930℃，卷取温度为560℃；所述热镀锌的退火过程中，加热段温度为660-750℃，均热段温度为660-750℃，缓冷段出口温度为660℃，快冷段出口温度为460℃，入锌锅温度为460±10℃，生产带速为60-140m/min，其中，缓冷段的冷却速度为3-15℃/s，快冷段冷却速度为10-30℃/s；冷轧过程中的压下率为60～80％；在所述热镀锌过程中，根据钢板的厚度，光整延伸率小于或等于0.6％。