CN104060162A

CN104060162A - 一种冷成型用热轧钢板及其制造方法

Info

Publication number: CN104060162A
Application number: CN201310414971.6A
Authority: CN
Inventors: 张开华; 叶晓瑜; 翁建军; 邹小波; 刘勇; 罗许; 王海云; 任守斌
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: 2013-09-12
Filing date: 2013-09-12
Publication date: 2014-09-24

Abstract

本发明公开了一种冷成型用热轧钢板及其制造方法，该冷成型用热轧钢板的制备方法包括炼钢步骤、连铸步骤、加热步骤、热连轧步骤和卷取步骤，其特征在于，所述炼钢后的钢水成分为：0.05-0.1重量%的C，≤0.1重量%的Si，1.7-1.9重量%的Mn，0.03-0.07重量%的Nb，0.09-0.12重量%的Ti，≤0.025重量%的P，≤0.01重量%的S，余量为Fe和不可避免的杂质；所述热连轧步骤中的精轧终轧温度为850-900℃；所述卷取步骤中的卷取温度为570-640℃。根据本发明的方法，能够提供一种屈服强度700MPa级冷成型用高强度热轧钢板。

Description

一种冷成型用热轧钢板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种冷成型用热轧钢板及其制造方法，具体地，涉及一种屈服强度700MPa级冷成型用高强度热轧钢板及其制备方法。

背景技术

为了避免热成型工艺对热轧钢板材料软化问题的影响，在实际应用中，对板厚较小的热轧钢板，采用冷成型工艺进行冷弯件加工是一种经济实用的方法，因此，冷成型用热连轧钢板得到了很大的发展，冷成型用热连轧钢板广泛应用于汽车、工程机械、钢结构、建筑等领域。

冷成型工艺最先使用的热轧钢板屈服强度在400MPa之内，随着各行各业的发展，为了降低生产成本和提高构件安全性，这种强度级别的钢种已经不能满足用户的要求，需要采用更高的高度级别的冷成型用热轧钢板，在汽车领域，为了减轻汽车重量、降低油耗、提高汽车构件强度、确保安全性能等，汽车大梁用热轧钢板的强度级别已经提高到屈服强度650MPa以上；随着建筑物高度的增加和对安全性能要求的提高，建筑用冷成型热连轧钢板的级别也从345MPa提高到420MPa甚至460MPa。

东风汽车公司周岁华等对瑞典SSAB公司生产的Domex700MC热轧钢板进行了分析，其化学成分要求为≤0.12重量%的C、≤2.1重量%的Mn、≤0.07重量%的Nb、≤0.1重量%的Ti、≤0.5重量%的Mo，典型成品钢板的力学性能为Rel=735MPa，Rm＝820MPa，A＝16%，Domex700MC含有Mo贵重元素，生产成本较高，且Domex700MC热轧钢板的延伸率较低；北京科技大学张凤泉等在汽车用低合金钢的现状与发展文章中讨论了日本川崎公司开发的TS780热轧钢板，其化学成分为0.08重量%的C、1.5重量%的Si、1.8重量%的Mn、0.1重量%的Ti，成品钢板力学性能为Rm≥800MPa，A≥20%，利用铁素体相的钛析出强化以及铁素体+马氏体多相组织，达到了很好的综合性能，但生产该种钢板的终轧温度和卷取温度低，生产工艺难度较大；鞍钢股份技术中心陈妍等在日本JFE钢铁公司的产品研发战略文章对NKK开发的NANO-HITEN钢进行了研究，化学成分为0.2重量%的C、1.46重量%的Si、1.45重量%的Mn，力学性能为Rel＝670MPa，Rm＝830MPa，A＝39%，NANO-HITEN钢板的终轧温度为800℃，卷取温度为380℃，低碳水平和添加钼避免了珠光体的生成，但终轧温度和卷取温度低，生产工艺难度较大；湖南华菱涟源钢铁有限公司焦国华等发明的一种生产屈服强度700MPa级高强钢的方法，其化学成分含量为0.03-0.08重量%的C，0.2-0.5重量%的Si，1.4-2重量%的Mn，0.1-0.15重量%的Ti，0.02-0.08重量%的Nb，0-0.03重量%的V，采用薄板坯连铸连轧工艺，终轧温度为820-880℃，经层流冷却后，卷取温度为550-620℃，产品的屈服强度范围为690-760MPa，卷曲温度较低，生产工艺难度较大；广州珠江钢铁有限责任公司毛新平等发明的一种700MPa级复合强化贝氏体钢及其制备方法采用薄板坯连铸连轧工艺，其化学成分含量为0.03-0.07重量%的C，1.51-2.1重量%的Mn，0.5-0.8重量%的Cr，0.1-0.15重量%的Ti，钢的组织以细小贝氏体为主，产品屈服强度可以达到700MPa以上，该钢板中含有Cr，且Ti含量较高，生产成本较高，卷取温度低，生产工艺难度较大。

可见，700MPa级以上的高强度热轧钢板的生产技术路线普遍采用添加铬、铌、钼和钒等贵重元素的微合金化路线，部分钢种的钼含量甚至达到0.5重量%Mo，铬含量达到0.5-0.8重量%Cr。另外，部分产品采用薄板坯连铸连轧工艺，低的终轧温度（如800℃）、低的卷取温度（如380℃）和常规冷却工艺，使成品组织中引进贝氏体或马氏体强化，生产工艺难度较大。同时，所有钢种的Si含量均在0.1重量%以上，这种成分的冷成型用热轧钢板作为热轧商品交货没有问题，但是0.1重量%以上的硅含量必将降低镀层的附着力，影响镀层的质量，因此这种硅含量的钢坯不能作为冷轧镀层产品的原料，这样，热轧产品和冷轧产品必将采用不同化学成分的原料，造成钢厂钢种牌号多，给冶炼和连铸中的生产组织安排带来很大的难度，不利于板坯库的利用率和热送热装率，不能进行柔性化生产。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中屈服强度700MPa级冷成型用高强度热轧钢板生产成本较高和生产工艺难度较大的缺陷，提供一种新的屈服强度700MPa级冷成型用高强度热轧钢板及其制造方法。

本发明的发明人在研究中意外发现，采用铌、钛、锰微合金化方式，并使各组分控制在合适的含量范围内，且采用850-900℃的高的精轧终轧温度和570-640℃的高的卷取温度，可以使生产出的冷成型用高强度热轧钢板具有高强度高韧性，由于避免加入Mo、Cr和V等贵重元素，节约了成本，且高的精轧终轧温度和高的卷取温度使生产工艺控制简单，另外，通过采用低含量的硅成分，从而使钢坯既可作为冷成型用热连轧钢板的原料，又可作为冷轧钢板和冷轧镀层钢板的原料，能够将热轧产品和冷轧产品的成分统一起来，减少钢种之间的混浇，有利于板坯库的利用率和钢坯的热送热装，有利于实现柔性化生产，减少钢厂生产组织的难度，提高钢厂的生产效率。

因此，为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种冷成型用热轧钢板的制造方法，该方法包括炼钢步骤、连铸步骤、加热步骤、热连轧步骤和卷取步骤，其中，所述炼钢后的钢水成分为：0.05-0.1重量%的C，≤0.1重量%的Si，1.7-1.9重量%的Mn，0.03-0.07重量%的Nb，0.09-0.12重量%的Ti，≤0.025重量%的P，≤0.01重量%的S，余量为Fe和不可避免的杂质；所述热连轧步骤中的精轧终轧温度为850-900℃；所述卷取步骤中的卷取温度为570-640℃。

优选情况下，所述炼钢后的钢水成分为：0.05-0.08重量%的C，≤0.05重量%的Si，1.75-1.85重量%的Mn，0.04-0.06重量%的Nb，0.095-0.115重量%的Ti，≤0.025重量%的P，≤0.01重量%的S，余量为Fe和不可避免的杂质。

优选地，所述热连轧步骤中的精轧终轧温度为870-895℃；所述卷取步骤中的卷取温度为575-610℃。

优选地，精轧后以10-30℃/s的冷速冷却到卷取温度。

另一方面，本发明提供了一种由上述方法制得的冷成型用热轧钢板。

本发明采用铌、钛、锰微合金化方式，控制炼钢后的钢水成分为：0.05-0.1重量%的C，≤0.1重量%的Si，1.7-1.9重量%的Mn，0.03-0.07重量%的Nb，0.09-0.12重量%的Ti，≤0.025重量%的P，≤0.01重量%的S，余量为Fe和不可避免的杂质。避免了加入Mo、Cr和V等贵重元素，降低了生产成本；同时采用高温终轧、高温卷取和快速冷却工艺制度，成功生产出以铁素体和珠光体组织为主的屈服强度700MPa级冷成型用高强度热轧钢板，轧制工艺控制简单，适应性强；并且，本发明方法制造的冷成型用高强度热轧钢板力学性能满足冷成型用高强度热轧钢板的要求。

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。

本发明提供了一种冷成型用热轧钢板的制造方法，该方法包括炼钢步骤、连铸步骤、加热步骤、热连轧步骤和卷取步骤，其中，所述炼钢后的钢水成分为：0.05-0.1重量%的C，≤0.1重量%的Si，1.7-1.9重量%的Mn，0.03-0.07重量%的Nb，0.09-0.12重量%的Ti，≤0.025重量%的P，≤0.01重量%的S，余量为Fe和不可避免的杂质；所述热连轧步骤中的精轧终轧温度为850-900℃；所述卷取步骤中的卷取温度为570-640℃。

根据本发明，只要使炼钢后的钢水成分为：0.05-0.1重量%的C，≤0.1重量%的Si，1.7-1.9重量%的Mn，0.03-0.07重量%的Nb，0.09-0.12重量%的Ti，≤0.025重量%的P，≤0.01重量%的S，余量为Fe和不可避免的杂质；所述热连轧步骤中的精轧终轧温度为850-900℃；所述卷取步骤中的卷取温度为570-640℃，即可实现本发明的目的，即降低生产成本，轧制工艺控制简单，且制造出的冷成型用热轧钢板满足冷成型用高强度热轧钢板的要求。但优选情况下，炼钢后的钢水成分为：0.05-0.08重量%的C，≤0.05重量%的Si，1.75-1.85重量%的Mn，0.04-0.06重量%的Nb，0.095-0.115重量%的Ti，≤0.025重量%的P，≤0.01重量%的S，余量为Fe和不可避免的杂质，可进一步提高生产出的冷成型用高强度热轧钢板的强度和韧性。

此外，为了进一步提高生产出的冷成型用高强度热轧钢板的强度和韧性，优选所述热连轧步骤中的精轧终轧温度为870-895℃，更优选为885-895℃；优选所述卷取步骤中的卷取温度为575-610℃，更优选为580-605℃。

本发明中，对于炼钢步骤无特殊要求，可以采用本领域常用的炼钢工艺，例如，经过铁水脱硫、转炉冶炼、LF炉Ca处理，将钢水成分控制为：0.05-0.1重量%的C，≤0.1重量%的Si，1.7-1.9重量%的Mn，0.03-0.07重量%的Nb，0.09-0.12重量%的Ti，≤0.025重量%的P，≤0.01重量%的S，余量为Fe和不可避免的杂质。

对于连铸步骤也可以采用本领域常用的连铸工艺，例如，采用整体氩气密封浇铸，钢水通过钢包底部的滑动水口注入中间包，中间包温度无特殊要求，为本领域常规采用的温度，例如为1530-1560℃，采用漏斗形结晶器，铸坯拉速无特殊要求，为本领域常规采用的铸坯拉速，例如为0.7-0.9m/min，连铸步骤获得的连铸板坯厚度优选为200-250mm。

本发明中，加热步骤优选为使铸坯在1230-1265℃（优选为1240-1260℃）温度下加热（加热包括预热段、均热段等），所述铸坯加热可以在各种常规的用于铸坯加热的装置上进行，用于铸坯加热的装置例如可以为步进式加热炉。

本发明中，热连轧步骤为使加热后的铸坯经过高压水除鳞去除表面上形成的氧化铁皮后，进入可逆粗轧机组，经过5-7道次轧制，每道次变形量不小于20%（优选为21-36%），经过粗轧后中间坯的厚度为40-60mm，随后进入热卷箱，使带钢头、尾调换，然后进行精轧，精轧后钢板的厚度优选为5-10mm。粗轧的出口温度无特殊要求，可以采用本领域常用的温度，例如粗轧出口温度为1025-1050℃。精轧开轧温度优选为950-1000℃，优选为980-1000℃；另外，如上所述，精轧终轧温度为850-900℃；优选为870-895℃；更优选为875-895℃。

本发明中，卷取步骤为板卷经过冷却后经卷取机卷取成卷的步骤。对于冷却的方式优选为层流冷却的方式，层流冷却优选为以10-30℃/s的冷却速度从精轧终轧温度冷却到卷取温度，更优选为以12-25℃/s的冷却速度从精轧终轧温度冷却到卷取温度。卷取温度为570-640℃；优选为575-610℃；更优选为580-605℃。

本发明还提供了一种由上述方法制得的冷成型用高强度热轧钢板。该冷成型用高强度热轧钢板的组织主要为铁素体和珠光体组织。该冷成型用高强度热轧钢板的屈服强度为700MPa以上，优选为705-740MPa；抗拉强度为750MPa以上，优选为780-840MPa；延伸率18%以上，优选为18-23%。

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。

实施例

以下的实施例将对本发明作进一步的说明，但并不因此限制本发明。

实施例1-5

钢水经炼钢步骤后（炼钢后的钢水成分参见表1），采用整体氩气密封浇铸，钢水通过钢包底部的滑动水口注入中间包，中间包温度为1538℃，采用漏斗形结晶器，铸坯拉速为0.7m/min，连铸板坯厚度为200mm～230mm；将连铸板坯在加热炉中加热，加热后的铸坯经过高压水除磷去除表面上形成的氧化铁皮后，进入可逆粗轧机组，经过粗轧后的中间坯进入热卷箱，使带钢头、尾调换，然后进行精轧，精轧后进行层流冷却和卷取，从而制得热轧钢板，其中，板坯加热的温度、粗轧出口温度，粗轧后的中间坯厚度、精轧入口温度、精轧终轧温度、层流冷却的冷却速度、卷取温度和钢板的厚度分别如表2所示。

在以上实施例1-5中制得的冷成型用热轧钢板的钢卷的尾部取样，并按照GB/T228.1-2010规定的方法检测屈服强度（ReL）、抗拉强度（Rm）和延伸率（A％）；按照GB/T232-2010规定的方法检测冷弯性能（B=35mm，α=180°，d=2a；d表示弯心直径、a表示试样厚度、α表示弯曲的角度、B表示试样的宽度），其检测结果示于表3中。

表1

表2

表3

实施例	屈服强度（MPa）	抗拉强度（MPa）	延伸率（%）	冷弯性能
					1	722	795	21.5	合格
2	713	782	22.0	合格
					3	738	817	20.5	合格
4	707	785	19.5	合格
					5	712	800	22.5	合格

注：冷弯性能测试中不出现开裂为合格，出现开裂为不合格。

从上述表1-3可以看出，本发明方法制造的冷成型用热轧钢板既具有高强度又具有高韧性，其力学性能完全满足冷成型用高强度热轧钢板的要求。

Claims

1.一种冷成型用热轧钢板的制造方法，该方法包括炼钢步骤、连铸步骤、加热步骤、热连轧步骤和卷取步骤，其特征在于，所述炼钢后的钢水成分为：0.05-0.1重量%的C，≤0.1重量%的Si，1.7-1.9重量%的Mn，0.03-0.07重量%的Nb，0.09-0.12重量%的Ti，≤0.025重量%的P，≤0.01重量%的S，余量为Fe和不可避免的杂质；所述热连轧步骤中的精轧终轧温度为850-900℃；所述卷取步骤中的卷取温度为570-640℃。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述炼钢后的钢水成分为：0.05-0.08重量%的C，≤0.05重量%的Si，1.75-1.85重量%的Mn，0.04-0.06重量%的Nb，0.095-0.115重量%的Ti，≤0.025重量%的P，≤0.01重量%的S，余量为Fe和不可避免的杂质。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述热连轧步骤中的精轧终轧温度为870-895℃；所述卷取步骤中的卷取温度为575-610℃。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，精轧后以10-30℃/s的冷却速度冷却到卷取温度。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，所述热连轧步骤中的精轧开轧温度为950-1000℃。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，所述热连轧步骤中，粗轧后中间坯的厚度为40-60mm。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其中，所述精轧后的钢板的厚度为5-10mm。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的方法，其中，所述加热步骤为使铸坯在1230-1265℃温度下进行加热。

9.一种冷成型用热轧钢板，其特征在于，所述冷成型用热轧钢板由权利要求1-8中任意一项所述的方法制得。

10.根据权利要求9所述的冷成型用热轧钢板，其中，该冷成型用热轧钢板的屈服强度为705-740MPa，抗拉强度为780-840MPa，延伸率为18-23%。