CN104060161B

CN104060161B - 一种热连轧钢板及其生产方法

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Publication number: CN104060161B
Application number: CN201310406707.8A
Authority: CN
Inventors: 叶晓瑜; 张开华; 刘勇; 左军; 翁建军; 李卫平; 邹小波; 罗许
Original assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd; Pangang Group Xichang Steel and Vanadium Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd; Pangang Group Xichang Steel and Vanadium Co Ltd
Priority date: 2013-09-09
Filing date: 2013-09-09
Publication date: 2016-04-20
Anticipated expiration: 2033-09-09
Also published as: CN104060161A

Abstract

本发明公开了一种热连轧钢板的生产方法，该方法包括将板坯依次经过粗轧、精轧、冷却和卷取，所述板坯的组成成分的重量百分数为：C：0.1-0.2重量%，Si：≤0.45重量%，Mn：0.15-0.5重量%，P：≤0.025重量%，S：≤0.025重量%，Ti：0.08-0.2重量%，Fe：98.6-99.7重量%；所述冷却的速度为50-100℃/s。本发明还公开了上述方法制备得到的热连轧钢板。该钢板的屈服强度R_eL为≥345MPa，抗拉强度R_m为470-630MPa，延伸率A≥21.0%。

Description

一种热连轧钢板及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种热连轧钢板以及该钢板的工业生产方法。

背景技术

低合金高强度结构钢是指在普通碳素钢中加入少量或微量的合金元素，通过制定合适的控轧控冷工艺，从而得到比普通碳素钢的强度更高、韧性更好和冷成型能力更强的性能更为优良的钢板。该类低合金高强度结构钢通常在热轧状态下使用，其中，屈服强度≥345MPa级的低合金高强度结构钢（牌号：Q345）的市场需求量最大，GB/T1591-2008对Q345低合金高强度结构钢的化学成分和力学性能要求见表1。

表1Q345低合金高强度结构钢的化学成分和力学性能

备注：根据需要，可以加入Nb、V、Ti等其它合金元素。

国内外对Q345低合金高强度结构钢的工业生产和产品应用方面已有一些研究成果。

CN101148735A为莱芜钢铁集团有限公司的王腾飞等发明的“使用中薄板坯轧制厚规格低合金结构钢钢板的方法”，该文件提供了一种用中薄板坯生产Q345低合金高强度热轧板卷的工艺，其化学成分为C：0.15-0.2重量%，Si：0.2-0.4重量%，Mn：1.4-1.6重量%，P≤0.03重量%，S≤0.03重量%，成品力学性能为屈服强度≥350MPa，抗拉强度≥500MPa，延伸率≥21%。

安阳钢铁集团有限责任公的刘志刚等对化学成分为C：0.18重量%，Si：0.32重量%，Mn：1.32重量%，P：0.021重量%，S：0.005重量%的Q345热轧钢板的焊接性能进行了研究，其力学性能为屈服强度360MPa，抗拉强度500MPa，延伸率23%。

武钢技术中心的许竹桃等对化学成分为C：0.14重量%，Si：0.36重量%，Mn：1.3重量%，P：0.025重量%，S：0.02重量%的Q345热轧钢板的冷弯裂纹进行了研究。

北京科技大学的赵志毅等研究了化学成分为C：0.15-0.18重量%，Si：0.20-0.35重量%，Mn：1.13-1.47重量%的热轧钢板的微合金元素对Q345钢奥氏体晶粒粗化行为的影响。

东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室的朱伏先等对Q345低合金钢奥氏体再结晶行为对组织和性能的影响进行了研究，其化学成分为C：0.17重量%，Si：35重量%，Mn：1.48重量%，P≤0.021重量%，S≤0.008重量%，成品力学性能为屈服强度396MPa，抗拉强度569MPa。

可见，相关资料对Q345低合金高强度结构用钢的研究重点集中于焊接性能、成型性能、奥氏体再结晶形为对组织和性能的影响等方面，然而，各企业为了保证Q345低合金高强度热轧钢板的强度满足标准要求，主要合金元素Mn含量基本上控制在1.1-1.6重量%的较高水平。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的Q345低合金高强度热轧钢板需要较高Mn含量以维持钢板强度的缺陷，提供一种低Mn含量同时加入Ti以维持钢板强度的热连轧钢板及其生产方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种热连轧钢板的生产方法，该方法包括：将板坯依次经过粗轧、精轧、冷却和卷取，其特征在于，所述板坯的组成成分的重量百分数为：C：0.1-0.2重量%，Si：≤0.45重量%，Mn：0.15-0.5重量%，P：≤0.025重量%，S：≤0.025重量%，Ti：0.08-0.2重量%，Fe：98.6-99.7重量%；所述冷却的降温速度为50-100℃/s。

本发明还提供了由上述方法制造得到的热连轧钢板。

采用本发明的生产方法制备得到的热连轧钢板，具有较低的Mn含量，同时加入的少量微合金元素Ti，Ti的析出强化可以弥补因Mn含量降低而引起的强度损失，使得到的热连轧钢板屈服强度R_eL为≥345，抗拉强度R_m为470-630MPa，延伸率A≥21%。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供了一种热连轧钢板的生产方法，该方法包括：将板坯依次经过粗轧、精轧、冷却和卷取，其特征在于，C：0.1-0.2重量%，Si：≤0.45重量%，Mn：0.15-0.5重量%，P：≤0.025重量%，S：≤0.025重量%，Ti：0.08-0.2重量%，Fe：98.6-99.7重量%；所述冷却的降温速度为50-100℃/s。

在优选情况下，所述降温速度为60-90℃/s。

在本发明中，所述板坯可以根据生产需要进行选择，例如所述板坯可以是将钢水通过本领域常规的连续铸钢法得到的连铸坯，该钢水的组成成分经铸造后不会发生变化，因此所述板坯的组成成分应该和所述钢水的一致，其中，所述钢水采用的冶炼方法为本领域常规的微合金钢炼钢的方法，不同的是，在转炉的时候减少碳锰铁、Si-Mn等增加Mn含量的合金的加入量，在电加热的LF炉中加入Ti铁，该冶炼方法使得该钢水的组成具备所述板坯的组成成分，优选情况下，所述板坯的组成成分的重量百分数为：C：0.1-0.18重量%，Si：≤0.35重量%，Mn：0.15-0.3重量%，P：≤0.021重量%，S：≤0.021重量%，Ti：0.08-0.12重量%，Fe：99-99.7重量%。上述板坯的组成成分为本发明的板坯的主要组成，至于其他的不可避免的杂质元素为本领域常规钢板板坯所共有的成分含量，并且不会影响本发明钢材的性能，这里不再赘述。

在本发明中，所述板坯在粗轧前需要进行均热，所述板坯的均热可以在各种常规的用于板坯加热的装置上进行，例如该板坯加热的装置可以为步进式加热炉。所述板坯的均热温度为1200-1250℃。

在本发明中，所述粗轧可以采用本领域技术人员常规使用的粗轧机如带AWC（自动宽度控制）功能的立辊粗轧机进行操作。当所述板坯的厚度为200-230mm时，为控制将所述板坯进行粗轧后得到的中间板坯的厚度在30-60mm的范围内，优选情况下，所述粗轧的次数为5-7次，并且每一次粗轧的变形量≥20%，所述粗轧的最末次的温度为1000-1040℃。

在本发明中，上述粗轧后得到的中间板坯将直接进入精轧区进行精轧，所述精轧的终轧温度可以为850-900℃。

在本发明中，所述精轧的次数由所述中间板坯的厚度决定，当所述中间板坯的厚度为30-60mm时，所述精轧的次数为4-7次，每次所述精轧的变形量呈递减趋势，第一机架进行的第一次所述精轧的变形量≥40%，末机架进行的最后一次所述精轧的变形量≥10%。

在本发明中，为了保证获得具有良好的力学性能的热连轧钢板，必须使精轧后的板坯经上述冷却后至所需要的卷取的温度再进行卷取，所述卷取的温度为580-640℃。

本发明还提供了上述热连轧钢板的生产方法制造得到的热连轧钢板。

根据本发明的热连轧钢板，所述热连轧钢板是将通过钢水铸成的板坯经过上述热连轧钢板的生产方法制造得到的，其中，所述板坯在经过上述热连轧钢板的生产方法中的粗轧、精轧、冷却和卷取处理后其组成成分并不会发生改变，因此，经过上述制备方法得到的所述钢板具有与所述板坯一样的组成成分，即所述钢板的组成成分的重量百分数为：C：0.1-0.2重量%，Si：≤0.45重量%，Mn：0.15-0.5重量%，P：≤0.025重量%，S：≤0.025重量%，Ti：0.08-0.2重量%，Fe：98.6-99.7重量%。优选情况下，所述钢板的组成成分的重量百分数为：C：0.1-0.18重量%，Si：≤0.35重量%，Mn：0.15-0.3重量%，P：≤0.021重量%，S：≤0.021重量%，Ti：0.08-0.12重量%，Fe：99-99.7重量%。同样地，本发明的板坯可以含有本领域常规的不可避免的杂质元素，本发明的钢板也可以含有这些并不影响钢板性能的不可避免的杂质元素，至于其他能够加强钢板强度、延伸性能的常规合金元素，可以按照本领域公知的常规添加量加入钢水中来铸造上述钢板，而这种情况应该也包含在本发明的发明范围内。

根据本发明的热连轧钢板，经过上述热连轧钢板的生产方法得到的钢板为具有两种金相组织的热连轧钢板，其中，所述金相组织由铁素体和珠光体组成，所述铁素体的含量为85-92体积%，珠光体的含量为8-15体积%。该热连轧钢板具有的屈服强度R_eL为≥345MPa，抗拉强度R_m为470-630MPa，延伸率A≥21%。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

以下实施例中热连轧钢板的力学性能，即屈服强度R_eL，抗拉强度R_m，延伸率A的测试方法为GBT228-2002金属材料室温拉伸试验方法。

实施例1-3

本实施例用于说明本发明的热连轧钢板及其生产方法。

将铁水经过冶炼后得到了钢水，该钢水经过连续铸钢法得到如表2所示的连铸板坯1-板坯3，分别将该板坯1-板坯3根据表3所示的控制参数进行轧制，包括：将该板坯1-板坯3进行均热，然后进行数次粗轧，粗轧得到的中间板坯进行数次精轧，精轧后再将板坯冷却到卷取温度进行卷取，得到了Q345低合金高强度热连轧钢板P1-P3。

表2板坯的组成和厚度

表3生产方法的控制参数

对比例1

根据实施例1的方法来制备钢板，不同的是，冷却时的降温速度为30℃/s，得到钢板DP1。

对比例2

根据实施例1的方法制备钢板，不同的是，制造板坯的钢水中不加入Ti，使得得到的板坯不含有Ti，得到的钢板DP2。

测试例1

本测试例用于说明本发明的热连轧钢板的性能。

分别将实施例1中的P1-P3和对比例1-2中的DP1和DP2进行屈服强度、抗拉强度和延伸率的测定，同时通过AxiovertMAT200金相显微镜分析上述钢板的金相组织中铁素体和珠光体的体积含量，结果如表4所示。

表4钢板的性能

从表4的数据可以看出，通过本发明的生产方法制得的钢板是由铁素体和珠光体两种金相组织组成，具有较高的屈服强度、抗拉强度和延伸率，是性能优良的Q345低合金高强度热连轧钢板。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims

1.一种热连轧钢板的生产方法，该方法包括：将板坯依次经过粗轧、精轧、冷却和卷取，其特征在于，所述板坯的组成成分的重量百分数为：C：0.1-0.2重量％，Si：≤0.45重量％，Mn：0.15-0.5重量％，P：≤0.025重量％，S：≤0.025重量％，Ti：0.08-0.2重量％，Fe：98.6-99.7重量％；所述冷却的降温速度为50-100℃/s；所述精轧的终轧温度为850-900℃；所述卷取的温度为580-640℃。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述板坯的组成成分的重量百分数为：C：0.1-0.18重量％，Si：≤0.35重量％，Mn：0.15-0.3重量％，P：≤0.021重量％，S：≤0.021重量％，Ti：0.08-0.12重量％，Fe：99-99.7重量％。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述板坯的均热温度为1200-1250℃。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述粗轧的最末次的温度为1000-1040℃。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述板坯经所述粗轧后得到的中间坯的厚度为30-60mm。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述精轧的次数为4-7次。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述冷却的降温速度为60-90℃/s。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的方法制造得到的热连轧钢板。