CN103757536B - 抗拉强度≥1100MPa的薄带连铸经济性高强捆带及其制造方法 - Google Patents

Abstract

抗拉强度≥1100MPa的薄带连铸经济性高强捆带及其制造方法，其包括如下步骤：1）采用双辊连铸工艺铸造厚度为1.0‑4.5mm的铸带，其化学成分重量百分比为：C0.25‑0.40%，Si0.15‑0.40%，Mn1.3‑2.0%，P≤0.015%，S≤0.01%，N≤0.012%，此外，还包含微合金元素Nb、V、Ti、Mo中至少一种，Nb0.01‑0.06%，V0.01‑0.06%，Ti0.01‑0.06%，Mo0.10‑0.25%，其余为Fe和不可避免杂质；2）铸带冷却；3）铸带在线热轧；4）热轧带冷却；5）卷取；6）冷轧；7）发蓝退火。本发明通过薄带连铸＋冷轧后进行回复退火的经济性工艺生产的高强捆带，抗拉强度≥1100MPa，延伸率≥12%。

Description

抗拉强度≥1100MPa的薄带连铸经济性高强捆带及其制造 方法

技术领域

本发明涉及高强度钢捆带及其制造方法，尤其涉及一种抗拉强度≥1100MPa的薄带连铸经济性高强度钢捆带及其制造方法。

背景技术

钢捆带是钢的一种薄带状深加工产品，主要用来捆扎钢材、有色金属、轻纺制品、建材、纸卷（板）和羊毛等货物。为了保证货物安全装卸和运输，要求捆带具有较高的抗拉强度和一定的延伸率。此外，由于捆带长期于室外环境中使用，还要求具有一定的抗腐蚀性能。

钢捆带按照强度划分，可分为低强、中强、高强和超高强四类。其中的高强捆带，主要用于在钢铁企业中捆扎热轧钢卷、圆钢、型钢、钢管、线材以及管线钢等产品，其需求量很大。

随着冶金行业的飞速发展，高质量、高强度等级的钢铁产品生产量越来越大，钢卷的卷径也在增大，单卷达到30吨，甚至40吨，对于捆带强度的要求不断提高，用量也在不断增大。因此，采用低成本工艺生产的高强度钢捆带具有非常广阔的市场前景。

但是，由于高强度钢捆带要求同时具有较高的强度和延伸率，因此生产难度较大。目前，高强度钢捆带的生产工艺主要有三种：

一、冷轧后进行回复退火处理的工艺

该工艺通常包括如下步骤：1）利用传统连铸＋板坯再加热＋热连轧工艺生产热轧带；2）通过冷轧将热轧带减薄到高强捆带所需要的厚度；3）对冷轧带进行发蓝退火处理。

热轧钢带经冷轧后强度得到大幅提高，但延伸率降得很低。通过回复退火处理后，钢带强度有所降低，但延伸率得到提高，从而使钢带达到一定的强塑性匹配，同时在钢带表面形成一层蓝色氧化膜，起到抗氧化的作用。钢带的最终显微组织通常为冷加工回复退火铁素体基体和遍布基体的弥散碳化物。此工艺操作简单、成本低廉、能源消耗少、环境污染小。

由于捆带的抗拉强度和延伸率首先是受热轧原料性能的影响，再通过冷轧压力率和退火处理工艺来调节。目前市场上没有为高强捆带生产专门设计的热轧原料，高强捆带生产通常选择主要成分为C、Si、Mn的合金结构钢。市场供货的这类热轧产品的组织类型和各种组成相含量波动较大，决定其拉伸性能变化较大，这样其对高强捆带性能的影响程度就会波动较大；另外市场供货的这类热轧产品的厚度规格比较局限，如果不同厚度的高强捆带采用相近厚度的热轧板进行生产，那么冷轧压下率的变化范围就较大，例如采用2.8mm的热轧板生产厚度分别为1.0mm和0.5mm的高强捆带，冷轧压下率分别为64%和82%，其对高强捆带的性能影响程度就会波动较大。以上两个波动决定对于不同的热轧原料，就需要采用不同的退火工艺进行捆带性能的最后调整，否则捆带性能会有很大不同。在退火工艺调整过程中，捆带性能对退火工艺参数非常敏感，当捆带抗拉强度较高时，延伸率通常较低；而当捆带的延伸率较高时，抗拉强度通常较低，要使捆带同时具有较高的强度和延伸率，比较困难。上述原因导致，利用冷轧后进行回复退火处理工艺生产的钢捆带，其抗拉强度和延伸率很难突破980MPa和12%。该工艺看似简单，可要以之生产抗拉强度和延伸率有更好匹配的高强捆带，难度较大。

中国专利02109635.X公开的“一种高强度包装钢带及热处理工艺”，采用成分为C0.22-0.29%，Si0.015%，Mn1.30-1.50%，P≤0.015%，S≤0.010%，Als0.015%，Nb0.012%，余量为Fe的热轧板原料，冷轧后进行电加热发蓝退火处理，退火炉温度为550-650℃，钢带运行速度为2.5-3.5m/min（其速度与炉温和炉体长度成正比）。利用该专利生产的钢捆带抗拉强度达到920MPa，延伸率达到11%。

中国专利200410031162.8公开的“高强度包装钢带及其制造工艺”，采用成分为C0.25-0.28%，Si0.02-0.06%，Mn1.30-1.50%，P0.01-0.02%，S0.001-0.012%，Als0.03-0.06%，余量为Fe的热轧板原料，热轧板厚度为1.8-3.75mm，经68-83%冷轧后，得到厚度为0.3-1.2mm钢带，利用连续式加热炉进行退火处理，钢带加热温度为450-550℃。利用该专利生产的钢捆带抗拉强度≥930MPa，延伸率≥8%。

中国专利201210232927.9公开的“高强度发蓝钢带的生产方法”，采用C0.19-0.21%，Mn1.62-1.71%，Si0.02-0.028%，P0.014-0.018%，S0.0042-0.006%，Als0.033-0.05%，余量为Fe的成分设计，经过冶炼、连铸、热轧、冷轧、发蓝退火等工艺步骤进行钢捆带生产。冷轧压下率为70%，发蓝退火温度为580-700℃，发蓝时间为100-160s。利用该专利生产的钢捆带抗拉强度为950-960MPa，延伸率为11.5-12%。

二、冷轧后进行铅浴等温淬火处理的工艺

该工艺通常包括如下步骤：1）利用传统连铸＋板坯再加热＋热连轧工艺生产热轧带；2）通过冷轧将热轧带减薄到高强捆带所需要的厚度；3）对冷轧后的钢带进行加热奥氏体化；4）铅浴等温淬火。

通过铅浴等温淬火，获得贝氏体组织，从而获得钢带所要要的强度和塑性。利用该工艺生产的最大问题是生产设备结构复杂，价格昂贵，设备成本高；铅浴冷却能力有限，需要足够的时间完成奥氏体向贝氏体转变，生产效率低；会造成严重的环境污染；生产成本高。一些国家已开始限制使用。而且，虽然利用该工艺生产的钢捆带强度较高，但延伸率较低，在使用过程中容易发生脆断。

美国专利US6814817公开的“Steel Strap Composition”，将成分为C0.30-0.36%，Mn0.90-1.25%，Si0.75-1.10%的冷轧钢带，首先预热到370-510℃，然后加热到815-900℃进行奥氏化，再进行370-510℃铅浴等温淬火处理。利用该工艺生产的钢捆带抗拉强度≥1170MPa，延伸率≥6.5%。

中国专利200810200449.7公开的“一种包装用钢带的热处理方法”，采用成分为C0.29-0.35%，Si0.15-0.35%，Mn1.20-1.55%，P0.030%，S0.030%，余量为Fe的热轧板，冷轧后首先在铅浴中预热到355-365℃，预热时间6.75-9s，然后加热到860±20℃，保温30-40s进行奥氏体化，再进行355-365℃铅浴等温淬火处理，等温淬火时间为21-28s。利用该工艺生产的钢捆带抗拉强度≥1350MPa，延伸率≥6%。

三、冷轧后进行两相区淬火处理的工艺

该工艺通常包括如下步骤：1）利用传统连铸＋板坯再加热＋热连轧工艺生产热轧带；2）通过冷轧将热轧带减薄到高强捆带所需要的厚度；3）将冷轧后的钢带加热到铁素体和奥氏体两相区；4）快速淬火。

通过两相区淬火，获得的显微组织为马氏体＋冷加工回复退火铁素体基体和遍布基体的弥散碳化物，从而获得钢带所要要的强度和塑性。利用该工艺生产的钢捆带，强度和延伸率均较高。但是该工艺需要结构复杂的电磁感应快速加热设备和强力水冷设备，设备成本高；生产过程较复杂，生产成本较高；而且薄板在两相区淬火后板形往往不够理想。

美国专利US6635127公开的“Steel strapping and method of making”，其采用成分为C≤0.2%，Mn≤2.0%，Si0.2-0.4%，Ti0.025-0.045%，V0.05-0.07%，Cr≤0.25%，Ni≤0.30%，Mo≤0.10%，Cu≤0.20%，Al≤0.08%，Nb≤0.005%，N≤0.005%，P≤0.035%，S≤0.02%，余量为Fe的钢坯经热轧、冷轧后，快速感应加热到750℃，保温2s，然后快淬到室温。利用该工艺生产的钢捆带抗拉强度为970-1070MPa，延伸率为10-14%。

中国专利200910046229.8公开的“抗拉强度高于1100MPa的高强度捆带钢及其制造方法”，采用C0.25-0.35%，Mn1.24-2.0%，Si≤0.45%，S≤0.04%，P≤0.04%的成分设计，经过冶炼、连铸、热轧、冷轧、铁素体＋奥氏体两相区淬火、回火等工艺步骤进行钢捆带生产。淬火温度为730-790℃，淬火速度≥100℃/s，回火温度为430-530℃。利用该工艺生产的钢捆带抗拉强度≥1100MPa，延伸率≥10%。

在上述专利中，生产高强捆带所采用的热轧带原料，均是利用传统连铸＋热轧工艺流程生产。由于热轧带原料本身规格、组织、性能方面的限制，以及后续冷轧、热处理等工序本身的制约，使得利用上述工艺生产的高强捆带生产成本或性能很难获得突破。

目前，一些新兴技术，例如薄板坯连铸连轧，薄带连铸等，也可以用来生产热轧带。其中，薄带连铸技术是冶金及材料研究领域内的一项前沿技术，它的出现为钢铁工业带来一场革命，它改变了传统治金工业中热轧钢带的生产过程，将连续铸造、轧制、甚至热处理等整合为一体，使生产的薄带坯经过一道次在线热轧就一次性形成薄钢带，大大简化了生产工序，缩短了生产周期。设备投资也相应减少，产品成本显著降低。

有关薄带连铸产品及其制造工艺的专利，主要集中在低碳钢及低碳微合金钢产品及其制造工艺，产品表面质量改进等方面，如中国专利201080008606.X的“热轧薄铸造钢带产品及其制造方法”，中国专利201080017436.1的“高强度薄铸钢带产品及其制备方法”，中国专利200880109715.3的“微裂纹得到减少的薄铸钢带”等等。

通过上述薄带连铸专利制造的钢带，均不是为高强捆带生产而设计，目前尚未见到将薄带连铸工艺生产的钢带用于高强捆带生产的先例。实际上，高强捆带的最终性能受热轧带原料的规格，以及热轧带组织和性能影响较大，尤其是采用较为经济的高强捆带生产的第一种工艺时。因此，要想采用薄带连铸工艺生产的钢带作为原料，经济性地生产出性能优异的高强捆带，对薄带连铸钢带进行专门设计和制造，至关重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗拉强度≥1100MPa的薄带连铸经济性高强捆带及其制造方法，通过合理的成分设计和工艺设计，以解决现有技术存在的环境污染严重、生产效率较低、生产成本高的问题，以及利用现有经济性技术生产的高强捆带强塑性匹配不理想的问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明采用冷轧后进行回复退火处理的工艺技术路线来生产高强捆带。采取该工艺路线生产高强捆带，其性能设计主要考虑三个方面：一是通过薄带连铸工艺所生产铸带的固有性能，主要由成分和组织形态决定；二是冷轧形变强化，主要由冷轧压下率决定；三是回复退火基体软化和微合金元素析出强化，前者主要由冷轧后的退火工艺决定，后者由合金元素含量和退火工艺共同决定。这三个方面之间的联系非常紧密，各方面均需要稳定控制，而且后一步的稳定控制必须在前一步已经得到稳定控制的基础上才能得以实现，从而实现高强捆带强塑性较为理想匹配，实现本发明效果。

本发明通过化学成分和薄带连铸工艺设计，对热轧带的显微组织类型和组成相含量进行定量控制，对所添加微合金元素的存在状态进行控制；进而稳定控制热轧带的力学性能，及其对高强捆带力学性能的影响。通过薄带连铸工艺设计，对热轧带的厚度规格进行准确控制，进而稳定控制不同厚度高强捆带生产所采用的冷轧压下率，及其对高强捆带力学性能的影响。并设计适合于薄带连铸热轧带显微组织类型、冷轧压下率，并且能够实现钢带中微合金元素析出的发蓝退火工艺参数。通过薄带连铸+冷轧后进行回复退火的经济性生产工艺，实现高强捆带抗拉强度和延伸率的更优匹配。

具体的，本发明的抗拉强度≥1100MPa的薄带连铸经济性高强捆带，其化学成分重量百分比为：C0.25-0.40%，Si0.15-0.40%，Mn1.3-2.0%，P≤0.015%，S≤0.01%，N≤0.012%，此外，还包含微合金元素Nb、V、Ti、Mo中至少一种，Nb0.01-0.06%，V0.01-0.06%，Ti0.01-0.06%，Mo0.10-0.25%，其余为Fe和不可避免的杂质；

在本发明的化学成分设计中：

C：C是钢中最经济、最基本的强化元素，通过固溶强化和析出强化来提高钢的强度。C会溶于铁素体中形成间隙固溶体，但在室温下它在铁素体中的溶解度十分有限，因此其固溶强化作用受到限制。在本发明工艺条件下，C主要以渗碳体形式析出，作为珠光体的组成部分。珠光体的含量与C含量密切相关，当C含量增加时，珠光体含量增加，钢的强度、硬度随之提高，而塑性、韧性相应降低。因此C含量不能过高，本发明采用的C含量范围是0.25-0.40%。

优选的，C含量范围是0.28-0.38%，钢带可获得更合适的珠光体含量，可具有更优的抗拉强度和延伸率匹配。

Si：Si在钢中起固溶强化作用。Si含量合适时，不仅使钢的强度得到提高，而且对塑性影响不大。本发明采用的Si含量范围是0.15-0.4%。

优选的，Si含量范围是0.25-0.35%，钢带可具有更优的抗拉强度和延伸率匹配。

Mn：Mn是价格最便宜的合金元素之一，它在钢中具有相当大的固溶度，通过固溶强化提高钢的强度，而且其含量合适时，对钢的塑性基本无损害，是在降低C含量情况下提高钢的强度最主要的强化元素。本发明采用的Mn含量范围是1.3-2.0%。

优选的，Mn含量范围是1.5-1.8%，钢带可具有更优的抗拉强度和延伸率匹配。

P：P在α-Fe中溶解度很大。与其他元素相比，P在α-Fe中所引起的固溶强化效果较大。但当含P量较高时，随着钢的强度提高，其塑性明显降低。特别是钢中P出现偏析情况下，将引起较大的冷脆性。在本发明中，P是作为杂质元素来控制，其含量≤0.015%。

S：S在Fe中的溶解度极小，钢中的S大都化合为FeS，其危害是在进行热加工时会引起钢的热脆性，降低钢的延展性和韧性，在轧制时造成裂纹。在本发明中，S是作为杂质元素来控制，其含量≤0.01%。

N：与C元素类似，N元素可通过间隙固溶提高钢的强度，但是，N的间隙固溶对钢的塑性和韧性有较大危害，因此N含量不能过高。本发明采用的N含量≤0.012%。

Nb、V、Ti、Mo：在传统控制轧制的高强钢中，常添加微合金元素Nb、V、Ti、Mo，主要发挥两方面作用：一是抑制热轧后奥氏体发生再结晶，实现形变细化奥氏体晶粒的目的。微合金元素可通过溶质原子拖曳机制，以及所析出的第二相质点钉扎机制而有效地阻止大角晶界及亚晶界的迁移，从而显著地阻止再结晶过程，其中第二相质点阻止再结晶的作用更为显著；二是起到析出强化的作用。

在薄带连铸工艺中，由于其独特的钢带快速凝固和快速冷却特性，如果添加微合金元素的量适当，微合金元素将主要以固溶态存在于钢带中，即使钢带冷却到室温，在TEM下也几乎观察不到微合金元素的析出。因此，微合金元素只能通过溶质原子拖曳机制，来抑制奥氏体再结晶，其作用是有限的。在本发明中，不希望奥氏体热轧后发生再结晶，主要是通过控制热轧压下率来实现的（见下文关于本发明制造工艺的阐述）。本发明添加微合金元素，主要是发挥其析出强化作用。前面已经提到，在薄带连铸工艺条件下，所添加的微合金元素将主要固溶态存在于钢带中，固溶强化的效果是有限的。只有当合金元素以细小、弥散状态分布的析出物形式存在时，其强化效果是最佳的。

本发明的高强捆带制造将通过薄带连铸+冷轧后进行回复退火的经济性生产工艺来实现。在薄带连铸热轧带中以固溶态存在的微合金元素，将在冷轧之后的退火处理过程中发生析出，但必须满足两个前提条件。第一个前提条件是微合金元素的设计含量是合适的。如果微合金元素含量过高，在薄带连铸热轧带中就可能发生析出，那么在后续退火处理过程中，析出物会进一步长大，从而导致钢带强度降低。如果微合金元素含量过低，虽然在热轧带中不会发生析出，但退火时析出物数量有限，强化作用有限，不能满足高强捆带性能设计要求。第二个前提条件是，退火工艺的设计是合理的（见下文关于本发明制造工艺的阐述）。

总之，要控制微合金元素在热轧带中不发生析出，其含量不能太高；要使微合金元素能发挥足够的强化作用，满足高强捆带性能设计要求，其含量不能太低。本发明采用的Nb、V、Ti含量范围均是0.01-0.06%，Mo含量范围是0.10-0.25%。

优选的，Nb、V、Ti的含量范围是0.01-0.05%，钢带可具有更优的强度和塑性配比。

具体的，本发明的抗拉强度≥1100MPa的薄带连铸经济性高强捆带制造方法，包括如下步骤：

1)采用双辊薄带连铸工艺铸造厚度为1.0-4.5mm的铸带，其化学成分重量百分比为：C0.25-0.40%，Si0.15-0.40%，Mn1.3-2.0%，P≤0.015%，S≤0.01%，N≤0.012%，此外，还包含微合金元素Nb、V、Ti、Mo中至少一种，Nb0.01-0.06%，V0.01-0.06%，Ti0.01-0.06%，Mo0.10-0.25%，其余为Fe和不可避免的杂质；

2)对铸带进行冷却，冷却速率为20-80℃/s；

3)对铸带进行在线热轧，终轧温度≥900℃，热轧压下率≤10%，热轧后钢带的厚度为0.9-4.0mm；

4)对热轧带进行冷却，冷却速率为10-50℃/s；

5)对热轧带进行卷取，卷取温度为530-630℃；热轧带显微组织由65-80%珠光体，20-35%针状铁素体，以及少量多边形铁素体构成，且珠光体中渗碳体片层厚度为纳米量级，渗碳体片层间距为纳米或亚微米量级；

6)对热轧带进行冷轧，冷轧压下率为60-70%，冷轧后钢带厚度为0.3-1.2mm；

7)对冷轧带进行发蓝退火，退火温度为525-575℃，退火时间为120-180s。冷轧带退火后的显微组织，为回复退火的铁素体基体弥散分布着直径为纳米量级的渗碳体颗粒或者渗碳体短棒，以及尺寸为纳米量级的微合金元素析出物。

进一步，所述步骤1）中，C的含量范围是0.28-0.38%，以重量百分比计。

所述步骤1）中，Mn的含量范围是1.5-1.8%，以重量百分比计。

所述步骤1）中，Si的含量范围是0.25-0.35%，以重量百分比计。

所述步骤1）中，Nb、V、Ti的含量范围均为0.01-0.05%，以重量百分比计。

所述步骤2）中，铸带冷却速率为30-60℃/s。

所述步骤3）中，热轧压下率为5-10%。

所述步骤4）中，热轧带冷却速率为10-40℃/s。

所述步骤5）中，热轧带的抗拉强度为750-800MPa，延伸率≥15%。

所述制造方法中，还可以根据需要增加步骤8）对钢带进行涂漆或镀锌等后续处理。

通过以上技术方案得到的高强捆带，其抗拉强度≥1100MPa，延伸率≥12%。

在本发明的制造工艺中：

1）薄带连铸

钢水被引入到一对相对旋转且内部水冷的结晶辊和侧封板形成的熔池之内，经过快速凝固后直接浇铸出厚度为1.0-4.5mm的铸带。该厚度规格通过高强捆带成品厚度，以及后续设计的在线热轧压下率和冷轧强化所需压下率反算得到的。

2）铸带冷却

铸带从结晶辊连铸出来后，经过密闭室，在密闭室内进行冷却。为了控制铸带内部和表面质量，同时防止奥氏体晶粒在高温下长大过快，控制铸带的冷却速率为20-80℃/s。优选的，铸带的冷却速率为30-60℃/s。铸带冷却采用气冷方式，冷却气体的压力、流量和气喷嘴位置可以调节和控制。冷却气体可以是氩气、氮气、氦气等惰性气体，或者是几种气体的混和气体。通过控制冷却气体的类型、压力、流量，以及喷嘴到铸带之间的距离等，实现对铸带冷却速率的控制。

3）铸带在线热轧、冷却和卷取

热轧带的拉伸性能对高强捆带的性能有很大影响。生产同一强度级别的高强捆带，所用热轧带的性能不宜变化太大，否则就不能实现对高强捆带性能的稳定控制。热轧带的性能由成分和组织类型决定。要控制热轧带性能稳定，其组织类型和组成相含量应尽量稳定。因为组织类型对钢带冷轧后抵抗再结晶的能力也有较大影响，因此组织稳定也有利于冷轧退火工艺设计。

组织类型和组织相含量的控制主要是通过热轧卷取过程来实现的。

本发明控制终制温度≥900℃，使热轧在奥氏体区进行。

本发明控制热轧压下率≤10%，优选的，热轧压下率为5-10%。热轧后钢带的厚度范围是0.9-4.0mm。实际生产中，热轧带的厚度通过所要生产的高强捆带厚度规格，以及冷轧加工所需压下率进行反算。例如，生产厚度为0.5mm的高强捆带，所需冷轧压下率为65%，那么热轧带的厚度应为1.43mm。通过调整薄带连铸工艺参数可实现产品厚度规格灵活变化，这是薄带连铸技术的一大优势。

将热轧压下率控制在这样的范围，原因有三个：第一，通过少量热轧进一步改善铸带内部和表面质量；第二，为了使奥氏体在热轧后不发生再结晶，热轧压下量不能太大。形变是发生再结晶的基础，是再结晶的驱动力——形变储存能的来源，由于必须超过一定的驱动力之后才会发生再结晶，故只有超过一定的形变量之后才会发生再结晶。形变量越大，形变储存能越大，而形变储存能越大，再结晶形核和长大速率均越大，即使在较低温度下也能足够迅速地开始和完成再结晶。一旦奥氏体在热轧后发生再结晶，奥氏体组织稳定性就很难控制，进而造成通过控制后续冷却和卷取工艺参数所获得的珠光体和针状铁素体含量发生较大波动，从而影响钢带拉伸性能的稳定控制。第三，使热轧带厚度不致减的太薄。因为生产高强捆带还需要在后续冷轧步骤中保证一定的压下率，压下率的控制思路详见下文。

采用气雾冷却、层流冷却或者喷淋冷却等方式对热轧带进行冷却。冷却水的流量、流速，以及出水口位置等可以调节，从而实现对热轧带冷却速率的控制。本发明控制热轧带的冷却速率为10-50℃/s，优选的，热轧带的冷却速率为10-40℃/s。冷却速率的快慢决定最后的卷取温度。工艺过程中，需根据薄带连铸钢带拉速、以及带厚的不同采取不同的冷却速率，将卷取温度控制到希望的范围内。

本发明控制热轧带的卷取温度为530-630℃，在此卷取温度范围内，可以控制热轧带的显微组织由65-80%珠光体，20-35%针状铁素体，以及少量多边形铁素体构成。且珠光体中渗碳体片层厚度为纳米量级，渗碳体片层间距为纳米或亚微米量级。具有该显微组织的热轧带，其抗拉强度为750-800MPa，延伸率≥15%。

4）对热轧带进行冷轧

热轧带的冷轧压下率对高强捆带的性能影响很大，是提高捆带性能的重要参数，捆带的性能会随着冷轧压下率的增加而增大。生产同一强度级别的高强捆带，冷轧压下率不宜变化太大，否则就不能实现对高强捆带性能的稳定控制。而且冷轧压下率变化太大对钢带冷轧后抵抗再结晶的能力也有较大影响，由此影响到退火工艺参数的选择，这也会影响对高强捆带性能的稳定控制。另外，冷轧压下率总量设计，既要满足高强捆带性能设计要求，又要确保在冷轧过程中材料不发生开裂，也不能在材料内部形成微裂纹。本发明获得的热轧带，显微组织中65-80%为珠光体，渗碳体片层厚度为纳米量级，在冷轧过程中可以发生拉长、弯曲等形态的变形，不易发生破碎，这样就不会在材料内部造成缺陷。基于上述考虑，本发明控制冷轧压下率为60-70%，在10%范围内变化。

5）冷轧带发蓝退火

退火工艺参数的选择至关重要。既要考虑其对基体材料退火回复行为的影响，又要考虑其对微合金元素析出行为的影响。前者将导致钢带强度降低延伸率提高；后者会导致钢带强度提高，薄带连铸热轧带冷轧退火后，析出物尺寸非常细小时，通常为几十纳米以下，对钢带的延伸率影响不大。

因此退火温度不能过高或时间不能过长，否则会由于基体回复造成钢带强度下降太多，由于析出物尺寸过大造成对强度贡献降低；退火温度也不能过低或时间过短，否则会造成由于基体回复导致的延伸率回升不够，由于析出不充分对强度贡献不足。合适的退火温度和时间宜对应，在延伸率回升达到要求的情况下，基体回复所造成的强度降低刚好通过析出强化来弥补。

在选择合适退火工艺参数的时候，还要同时考虑到，退火温度的高低与热轧带显微组织类型和冷轧压下率关系很大。本发明获得的热轧带，显微组织中65-80%为珠光体，渗碳体片层厚度为纳米量级，渗碳体片层间距为纳米或亚微米量级，使材料在退火过程对回复和再结晶抵抗能力相对较强。另外，退火过程中形成的纳米级析出物也会提高材料抵抗再结晶的能力，因此可以适当提高退火温度和或退火时间。

鉴于上述，本发明控制退火温度为525-575℃，退火时间为120-180s。在此退火工艺条件下，钢带的显微组织为回复退火的铁素体基体上弥散分布着直径为纳米量级的渗碳体颗粒或者渗碳体条、棒，以及尺寸为纳米量级的析出物。捆带最终获得较为理想的抗拉强度和延伸率的匹配。

6）涂漆或镀锌等后续处理

可以根据高强捆带的使用目的和使用环境等，对发蓝退火后的钢带进行涂漆或镀锌等后续处理。

本发明与现有技术的不同之处和有益效果：

1）现有生产高强捆带的冷轧后进行回复退火处理的工艺，不对热轧原料显微组织中的组成相含量以及热轧原料厚度规格进行控制，导致钢带抗拉强度和延伸率匹配不理想，很难突破980MPa和12%。通过本发明的薄带连铸工艺设计，控制薄带连铸热轧带的显微组织类型，并定量控制显微组织中主要组成相的含量；控制所添加的微合金元素处于固溶状态不发生析出；根据所要生产的高强捆带厚度规格反算薄带连铸热轧带的厚度并进行准确控制。进而稳定控制热轧带的力学性能和冷轧压下率对高强捆带力学性能的影响。设计适合于薄带连铸热轧带显微组织类型和冷轧压下率的发蓝退火工艺参数，在延伸率回升达到要求的情况下，基体回复所造成的强度降低通过微合金元素析出强化来弥补，实现了高强捆带抗拉强度和延伸率的更优匹配，抗拉强度≥1100MPa，延伸率≥12%。

2）现有技术生产高强捆带的工艺是：传统连铸＋板坯再加热＋热连轧＋冷轧＋回复退火或铅浴等温淬火或两相区淬火。本发明生产高强捆带的工艺是：薄带连铸＋在线热轧＋冷轧后进行回复退火，缩短了工艺流程，简化了工艺步骤，所生产的高强捆带性能优于利用现有传统连铸＋冷轧后进行回复退火工艺生产的高强捆带，优于或接近于利用现有铅浴等温淬火工艺和两相区等温淬火工艺生产的高强捆带。

3）本发明生产高强捆带的技术，流程短、工艺操作简单、成本低廉、能源消耗少、排放少、环境污染小。解决了现有技术存在的环境污染严重、生产效率较低、生产成本高的问题，以及利用现有经济性技术生产的高强捆带强塑性匹配不理想的问题。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

本发明实施例1-8的钢水均采用电炉冶炼得到，具体化学成分如表1所示，其余为Fe。

薄带连铸后得到的铸带厚度，铸带冷却速率，热轧终轧温度，热轧压下率，热轧带厚度，热轧带冷却速率，卷取温度，冷轧压下率，退火温度，退火时间等工艺参数见表2，以及热轧带和高强捆带的拉伸性能见表3。

从表3可以看出，本发明高强捆带的抗拉强度≥1100MPa，延伸率≥12%。

表1 单位：wt.%

实施例	C	Si	Mn	P	S	N	Nb	V	Ti	Mo
											1	0.29	0.29	1.30	0.012	0.004	0.0050	0.010	0.032		0.15
2	0.33	0.35	1.44	0.013	0.008	0.0058	0.024		0.026
											3	0.25	0.38	1.65	0.009	0.005	0.0073		0.045
4	0.30	0.18	1.52	0.013	0.003	0.0052		0.010	0.041	0.25
											5	0.40	0.15	1.78	0.011	0.004	0.0118	0.043			0.10
6	0.34	0.33	2.00	0.010	0.003	0.0090	0.060
											7	0.32	0.30	1.82	0.015	0.007	0.0047			0.058
8	0.31	0.36	1.90	0.010	0.005	0.0063		0.060	0.012

表2

表3

Claims (15)

1.抗拉强度≥1100MPa的薄带连铸经济性高强捆带，其化学成分重量百分比为：C0.25-0.40％，Si 0.15-0.40％，Mn 1.3-2.0％，P≤0.015％，S≤0.01％，N≤0.012％，此外，还包含微合金元素Nb、V、Ti、Mo中至少一种，Nb 0.01-0.06％，V 0.01-0.06％，Ti 0.01-0.06％，Mo 0.10-0.25％，其余为Fe和不可避免的杂质；

所述高强捆带的制造方法包括如下步骤：

1)采用双辊薄带连铸工艺铸造厚度为1.0-4.5mm的铸带，其化学成分重量百分比如上所述；

2)对铸带进行冷却，冷却速率为20-80℃/s；

3)对铸带进行在线热轧，终轧温度≥900℃，热轧压下率≤10％，热轧后钢带的厚度为0.9-4.0mm；

4)对热轧带进行冷却，冷却速率为10-50℃/s；

5)对热轧带进行卷取，卷取温度为530-630℃；热轧带显微组织由65-80％珠光体，20-35％针状铁素体，以及少量多边形铁素体构成，且珠光体中渗碳体片层厚度为纳米量级，渗碳体片层间距为纳米或亚微米量级；

6)对热轧带进行冷轧，冷轧压下率为60-70％，冷轧后钢带厚度为0.3-1.2mm；

7)对冷轧带进行发蓝退火，退火温度为525-575℃，退火时间为120-180s；冷轧带退火后的显微组织，为回复退火的铁素体基体上弥散分布着直径为纳米量级的渗碳体颗粒或者渗碳体条、棒，以及尺寸为纳米量级的析出物；钢带的抗拉强度≥1100MPa，延伸率≥12％。

2.如权利要求1所述的抗拉强度≥1100MPa的薄带连铸经济性高强捆带，其特征在于：C的含量范围是0.28-0.38％，以重量百分比计。

3.如权利要求1所述的抗拉强度≥1100MPa的薄带连铸经济性高强捆带，其特征是：Mn的含量范围是1.5-1.8％，以重量百分比计。

4.如权利要求1所述的抗拉强度≥1100MPa的薄带连铸经济性高强捆带，其特征是：Si的含量范围是0.25-0.35％，以重量百分比计。

5.如权利要求1所述的抗拉强度≥1100MPa的薄带连铸经济性高强捆带，其特征是：Nb、V、Ti的含量范围均为0.01-0.05％，以重量百分比计。

6.抗拉强度≥1100MPa的薄带连铸经济性高强捆带制造方法，包括如下步骤：

1)采用双辊薄带连铸工艺铸造厚度为1.0-4.5mm的铸带，其化学成分重量百分比为：C0.25-0.40％，Si 0.15-0.40％，Mn 1.3-2.0％，P≤0.015％，S≤0.01％，N≤0.012％，此外，还包含微合金元素Nb、V、Ti、Mo中至少一种，Nb 0.01-0.06％，V 0.01-0.06％，Ti 0.01-0.06％，Mo 0.10-0.25％，其余为Fe和不可避免的杂质；

2)对铸带进行冷却，冷却速率为20-80℃/s；

3)对铸带进行在线热轧，终轧温度≥900℃，热轧压下率≤10％，热轧后钢带的厚度为0.9-4.0mm；

4)对热轧带进行冷却，冷却速率为10-50℃/s；

5)对热轧带进行卷取，卷取温度为530-630℃；热轧带显微组织由65-80％珠光体，20-35％针状铁素体，以及少量多边形铁素体构成，且珠光体中渗碳体片层厚度为纳米量级，渗碳体片层间距为纳米或亚微米量级；

6)对热轧带进行冷轧，冷轧压下率为60-70％，冷轧后钢带厚度为0.3-1.2mm；

7)对冷轧带进行发蓝退火，退火温度为525-575℃，退火时间为120-180s；冷轧带退火后的显微组织，为回复退火的铁素体基体上弥散分布着直径为纳米量级的渗碳体颗粒或者渗碳体条、棒，以及尺寸为纳米量级的析出物；钢带的抗拉强度≥1100MPa，延伸率≥12％。

7.如权利要求6所述的抗拉强度≥1100MPa的薄带连铸经济性高强捆带制造方法，其特征是：所述步骤1)中，C的含量范围是0.28-0.38％，以重量百分比计。

8.如权利要求6所述的抗拉强度≥1100MPa的薄带连铸经济性高强捆带制造方法，其特征是：所述步骤1)中，Mn的含量范围是1.5-1.8％，以重量百分比计。

9.如权利要求6所述的抗拉强度≥1100MPa的薄带连铸经济性高强捆带制造方法，其特征是：所述步骤1)中，Si的含量范围是0.25-0.35％，以重量百分比计。

10.如权利要求6所述的抗拉强度≥1100MPa的薄带连铸经济性高强捆带制造方法，其特征是：所述步骤1)中，Nb、V、Ti的含量范围均为0.01-0.05％，以重量百分比计。

11.如权利要求6所述的抗拉强度≥1100MPa的薄带连铸经济性高强捆带制造方法，其特征是：所述步骤2)中，铸带冷却速率为30-60℃/s。

12.如权利要求6所述的抗拉强度≥1100MPa的薄带连铸经济性高强捆带制造方法，其特征是：所述步骤3)中，热轧压下率为5-10％。

13.如权利要求6所述的抗拉强度≥1100MPa的薄带连铸经济性高强捆带制造方法，其特征是：所述步骤4)中，热轧带冷却速率为10-40℃/s。

14.如权利要求6所述的抗拉强度≥1100MPa的薄带连铸经济性高强捆带制造方法，其特征是：所述步骤5)中，热轧带的抗拉强度为750-800MPa，延伸率≥15％。

15.如权利要求6所述的抗拉强度≥1100MPa的薄带连铸经济性高强捆带制造方法，其特征是：根据需要增加步骤8)对钢带进行涂漆或镀锌后续处理。