CN103667882B - 一种高塑性焊接气瓶用钢热轧板卷及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高塑性焊接气瓶用钢热轧板卷，其化学成分质量百分含量为：碳0.10～0.15％、锰0.50～1.50％、磷≤0.018％、硫≤0.015％、Als0.015～0.040％，余量为铁和杂质元素。其轧制工艺参数为：加热温度1180～1220℃、初轧开轧温度1150～1180℃、精轧开轧温度1000℃～950℃、精轧终轧温度900℃～800℃，冷却工艺采用间隔式水幕层流冷却，水冷速率10℃～50℃/S，终止冷却温度630℃～600℃。焊接气瓶用钢组织均匀，同时提高了强度和塑料，性能稳定，使其焊接气瓶的成瓶率大幅提升，降低生产成本。

Description

一种高塑性焊接气瓶用钢热轧板卷及其生产工艺

技术领域

本发明涉及焊接气瓶用钢技术领域，尤其是涉及一种高塑性焊接气瓶用钢热轧板卷及其生产工艺，该钢主要用于制造石油液化气钢质焊接气瓶。

背景技术

焊接气瓶制造行业对焊接用钢的强度、韧性、焊接性等不断提出更高的要求，这种发展势头在未来的几十年中仍将持续下去。

制造液化石油气钢质焊接气瓶用钢热轧板卷在要求强度性能的同时，对延伸性能要求很高，即要求具有优良塑性，以满足材料的冷冲压成形性能，提高焊接气瓶的成瓶率。

国内外的焊接瓶用户对焊接钢的成瓶率要求很高，还有很多用户希望成瓶率可以达到100%，决定成瓶率的主要因素主要为钢质的性能，要求同时具有高强度和高塑性，但由于钢热轧板卷的化学成分和生产工艺的难题限制，很难得到均匀的组织，不能满足供应商的要求。

发明内容

针对现有技术不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种同时具有高强度和良好延伸性能的焊接气瓶用钢热轧板卷及其生产工艺。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种高塑性焊接气瓶用钢热轧板卷，其化学成分质量百分含量为：碳0.10～0.15％、锰0.50～1.50％、磷≤0.018％、硫≤0.015％、Als0.015～0.040％，余量为铁和杂质元素。

钢的各种元素含量控制在适当的范围，进行特定的工序处理，得到复相组织均匀，具有高强度和高塑性，并具有极佳的焊接性能。

为保持其优良的延塑性、焊接性能，采用适当的碳锰含量设计，控制在碳0.10～0.15％、锰0.60～1.00％。

降低硫和磷的含量，提高的钢韧性。

一种高塑性焊接气瓶用钢热轧板卷的生产工艺，通过转炉冶炼、钢包吹氩、钢包精炼炉精炼、连铸，加热后进入两机架粗轧、再经过七机连轧机组轧制生产，最后进行轧制后冷却、卷取，其轧制工艺参数为：加热温度1180～1220℃、初轧开轧温度1150～1180℃、精轧开轧温度1000℃～950℃、精轧终轧温度900℃～800℃，

冷却工艺采用间隔式水幕层流冷却，水冷速率10℃～50℃/S，终止冷却温度630℃～600℃。

其中，所述的水冷速率15℃～35℃/S。

为节约资源，秉持经济适用原则，不采用Mo、B、V和稀土元素加入，而是充分发挥热连轧机组突出的控制轧制和控制冷却能力来提高材料的强韧性能。

极好的性能稳定性，各向异性较小，板卷纵横向、45°方向强度波动在10MPa之内。

本发明具有以下优点：

通过化学成分的设计，轧制工艺参数的控制，得到焊接气瓶用钢组织均匀、金相组织由现有的铁素体+细珠光体+少量贝氏体变成本发明的铁素体+少量细珠光体，同时提高了强度和塑料，性能稳定；并使综合性能达到：ReL：295～400MPa、Rm：440～520MPa、ReL/Rm≤0.80、延伸率：34～40%，使其焊接气瓶的成瓶率大幅提升，降低生产成本。

附图说明

下面对本说明书各幅附图所表达的内容作简要说明：

图1为本发明钢热轧板卷的金相组织图。

图2为现有钢热轧板卷的金相组织图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

实施例1，该高塑性焊接气瓶用钢热轧板卷，其化学成分质量百分含量为：C：0.12%、Mn：0.75%、P：0.0143%、S：0.0015%、Als：0.026%，余量为Fe和杂质元素。

该钢经过转炉冶炼、钢包吹氩、钢包精炼炉精炼、连铸，加热后进入两机架粗轧、再经过七机连轧机组精轧，最后进行轧制后冷却、卷取。

其中，轧制工艺参数为：加热温度1200℃、初轧开轧温度1150℃、精轧开轧温度1000℃、精轧终轧温度890℃，

冷却工艺采用间隔式水幕层流冷却，水冷速率18℃/S，终止冷却温度630℃。

焊接气瓶钢的力学性能见表1，金相组织见附图1。

实施例2，该高塑性焊接气瓶用钢热轧板卷，其化学成分质量百分含量为：C：0.13%、Mn：0.73%、P：0.0112%、S：0.0010%、Als：0.029%，余量为Fe和杂质元素。

该钢经过转炉冶炼、钢包吹氩、钢包精炼炉精炼、连铸，加热后进入两机架粗轧、再经过七机连轧机组精轧，最后进行轧制后冷却、卷取。

其中，轧制工艺参数为：加热温度1200℃、初轧开轧温度1165℃、精轧开轧温度950℃、精轧终轧温度895℃，

冷却工艺采用间隔式水幕层流冷却，水冷速率19℃/S，终止冷却温度625℃。

焊接气瓶钢的力学性能见表1。

实施例3，该高塑性焊接气瓶用钢热轧板卷，其化学成分质量百分含量为：C：0.14%、Mn：0.75%、P：0.0122%、S：0.0012%、Als：0.027%，余量为Fe和杂质元素。

该钢经过转炉冶炼、钢包吹氩、钢包精炼炉精炼、连铸，加热后进入两机架粗轧、再经过七机连轧机组精轧，最后进行轧制后冷却、卷取。

其中，轧制工艺参数为：加热温度1190℃、初轧开轧温度1170℃、精轧开轧温度1000℃、精轧终轧温度850℃，

冷却工艺采用间隔式水幕层流冷却，水冷速率25℃/S，终止冷却温度610℃。

焊接气瓶钢的力学性能见表1。

由实施例1的金相组织图即说明书附图1和现有金相组织图即说明书附图2对比，金相组织由现有的铁素体+细珠光体+少量贝氏体变成组织均匀本发明的铁素体+少量细珠光体，实施例1至实施例3对应的热轧板卷的力学性能表1可以看出，本发明的热轧板卷具有较好的强度、韧性、延伸性能，使其焊接气瓶用钢具有极好的塑性和稳定性。

合金元素设计时，适当的碳含量，这样可适当提高相变温度，有利于少量的贝氏体组织的形成；较低含量的碳可有效减少偏析以保证钢板组织的均匀性，减少后期固态相变带来的有害组织。低的碳含量可以使δ相温度区间扩大，由于溶质元素在δ相区扩散速度是γ区的100倍，因此成分组织更加均匀。减少了碳含量的加入，可以提高奥氏体中固溶铝的含量，从而可实现高温轧制，保证高温时奥氏体再结晶的充分程度，改善非再结晶区高温控轧效果，使高温高压下厚钢板中心组织得到细化。

机械热轧制是以再结晶、相变等冶金工艺为基础，在规定的变形和温度条件下完成固溶强化、沉淀强化、位错强化和晶粒细化等硬化处理，从而使轧制状态钢板性能达到最佳化。为获得强度和韧性的合理匹配，充分发挥七机架热连轧机组的轧制和冷却能力，优良各向异性高塑性的焊接气瓶采用控制轧制和加速冷却的方式生产，它通过高温奥氏体区形变再结晶、低温奥氏体未再结晶区的变形以及轧后的加速冷却来获得最佳效果。

采取间隔式水幕层流冷却可以有效的降低热轧板卷的水冷速度，使得钢在精轧终轧后有一定的再结晶时间，促使晶粒张大，抑制贝氏体的形成，保证形成的组织为铁素体+少量细珠光体，有效地降低冲压件的内部残余力。同时较长的冷却途径和间隔式的冷却模式也有效的减少了冷却水在板卷边部的集聚，提高了板卷边部和中心位置的组织均匀的一致性，提高了板卷的各项异性性能。

通过控制机械热轧的工艺，沿奥氏体晶界或奥氏体晶内先期产生少量贝氏体，分割奥氏体晶粒为若干小空间，在随后的相变中，由于转变速度很快，分割后的空间限制了贝氏体的长大，从而得到进一步细化的组织。由于低碳贝氏体组织的生长位置和方向不具有选择性，界面间残余奥氏体量很少，因此组织均匀性好，各向异性较小。同时通过适当的卷曲温度的设置，可以抑制硬相组织珠光体和贝氏体的含量，可以在在得到优良的塑性的同时保证一定的强度。

表1为焊接气瓶钢的力学性能检验结果

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种高塑性焊接气瓶用钢热轧板卷的生产工艺，所述高塑性焊接气瓶用钢热轧板卷的化学成分质量百分含量为：碳0.10～0.15％、锰0.60～1.00％、磷≤0.018％、硫≤0.015％、Als0.015～0.040％，余量为铁和杂质元素；其特征在于：所述生产工艺为：

轧制工艺参数为：加热温度1180～1220℃、初轧开轧温度1150～1180℃、精轧开轧温度1000℃～950℃、精轧终轧温度900℃～800℃，

冷却工艺采用间隔式水幕层流冷却，水冷速率10℃～50℃/S，终止冷却温度630℃～600℃；

所述高塑性焊接气瓶用钢热轧板卷的综合性能为：ReL：295～400MPa、Rm：440～520MPa、ReL/Rm≤0.80、延伸率：34～40%。