CN104164623A

CN104164623A - 一种低合金高强钢及其制造方法

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Publication number: CN104164623A
Application number: CN201410394882.4A
Authority: CN
Inventors: 史洪松
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-08-12
Filing date: 2014-08-12
Publication date: 2014-11-26

Abstract

一种低合金高强钢，该钢种化学成份重量百分比为C:0.040～0.070Wt%，0＜Si≤0.30Wt%，Mn:0.085～0.0105Wt%，Cr：0＜Cr≤0.20Wt%，Ni：0＜Ni≤0.20Wt%；Cu：0＜Cu≤0.20Wt%；0＜P≤0.020Wt%，0＜S≤0.020Wt%，Als:0.020～0.050Wt%，0＜Ti≤0.15Wt%，0＜Nb≤0.15Wt%；余量为Fe和不可避免的微量元素。本发明的有益效果：本发明采用CSP薄板坯连铸连轧生产线生产热轧料。较其它常规生产方法具备生产周期短、生产成本低、质量稳定性强、产品屈服强度相对较高的工艺优点。

Description

一种低合金高强钢及其制造方法

技术领域

本发明属于钢铁冶炼领域，涉及一种低合金高强钢的制造方法。

背景技术

冷轧低合金高强钢是在低碳钢中添加少量合金元素，使其与碳、氮等元素形成碳化物、氮化物并在铁素体基体上析出从而提高钢的强度。这种钢具有良好的成形性能和较高的强度，主要用于汽车行业或与汽车行业配套的机械加工行业，如汽车座椅、车门铰链加强板、车门防撞梁、横梁等结构件等内部结构件。随着汽车工业的发展，汽车对节能环保、碰撞安全性方面要求越来越高，车体必须同时具备轻量化、强度化。高强度钢在车身的应用比例已达到50％-80％。

目前该级别冷轧低合金高强钢其生产方法一般为：高炉铁水→转炉炼钢→常规连铸→常规热轧→酸洗冷连轧→连续退火→商品。该方法适用于常规热连轧机组与连续退火炉机组。

目前的低合金高强钢配方并不合理，生产成本高，残次品率高。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供新的特别适合汽车产业应用的一种低合金高强钢的制造方法。

采用的技术方案：一种低合金高强钢，该钢种化学成份重量百分比为C:0.040～0.070Wt％，0＜Si≤0.30Wt％，Mn:0.085～0.0105Wt％，Cr：0＜Cr≤0.20Wt％，Ni：0＜Ni≤0.20Wt％；Cu：0＜Cu≤0.20Wt％；0＜P≤0.020Wt％，0＜S≤0.020Wt％，Als:0.020～0.050Wt％，0＜Ti≤0.15Wt％，0＜Nb≤0.15Wt％；余量为Fe和不可避免的微量元素。

优选的，该钢种化学成份重量百分比为C:0.050～0.060Wt％，0＜Si≤0.10Wt％，Mn:0.095～0.100Wt％，Cr：0＜Cr≤0.10Wt％，Ni：0＜Ni≤0.10Wt％；Cu：0＜Cu≤0.10Wt％；0＜P≤0.010Wt％，0＜S≤0.010Wt％，Als:0.030～0.040Wt％，0＜Ti≤0.10Wt％，0＜Nb≤0.10Wt％；余量为Fe和不可避免的微量元素。

更优选的，该钢种化学成份重量百分比为C:0.055Wt％，Si：0.10Wt％，Mn:0.098Wt％，Cr：0.10Wt％，Ni：0.10Wt％；Cu：0.10Wt％；P：0.010Wt％，S：0.010Wt％，Als:0.035Wt％，Ti：0.10Wt％，Nb：0.10Wt％；余量为Fe和不可避免的微量元素。

更优选的，该钢种化学成份重量百分比为C:0.050Wt％，Si：0.05Wt％，Mn:0.098Wt％，Cr：0.05Wt％，Ni：0.05Wt％；Cu：0.05Wt％；P：0.05Wt％，S：0.05Wt％，Als:0.038Wt％，Ti：0.05Wt％，Nb：0.05Wt％；余量为Fe和不可避免的微量元素。

上述低合金高强钢的制造方法：

1)经高炉冶炼、脱硫预处理的铁水进入转炉冶炼：转炉冶炼全程吹氩气，转炉内控制P≤0.020Wt％，S≤0.020Wt％，Si≤0.030Wt％，终点钢水溶解控制在500～600ppm；

2)LF炉钢水精炼：将1)的所得钢水转入LF炉，在LF炉进行铝脱氧；Nb、Ti复合微合金化、钙处理，钙线喂线速度为3.1～4.0m/s，钙处理后弱吹15～20min；

3)CSP薄板坯连铸连轧：CSP铸机连铸，钢包下渣检测控制，联浇中包温度为1550～1575℃，中包使用无碳覆盖剂、碳钢保护渣，铸坯拉速为4.5～5m/min，铸坯加热温度为1280±20℃，连轧机轧制，终轧温度控制在980±20℃，卷取温度780±20℃；

4)酸洗冷连轧：冷轧相对压下率≥50％；

5)罩式炉退火：退火温度为670～685℃，加热速率≤65℃/h，保温时间≥10h，控制冷却速率25℃/h，控制冷却到570℃，出炉温度＜100℃；

6)平整：延伸率0.8～1.1％，平整后得到产品。

进一步的，所述转炉冶炼时吹氩气为底吹氩气，底吹供气强度为0.02～0.05m3/(t*min)。

进一步的，所述CSP铸机选择2流立弯形CSP铸机。

进一步的，所述CSP薄板坯连铸连轧所用连轧机为六机架TMCP热连轧机。

本发明的有益效果：

1、本发明采用低碳成份设计思路，通过合理的合金成分设计、热轧、冷轧和退火工艺，获得化学成分和机械性能稳定，具有高强度，良好的塑韧性和成型性，满足汽车用冷轧低合金高强钢的要求。2、本发明采用CSP薄板坯连铸连轧生产线生产热轧料。较其它常规生产方法具备生产周期短、生产成本低、质量稳定性强、产品屈服强度相对较高的工艺优点。3、本发明采用罩氏退火炉进行冷轧后的退火处理。退火处理时间长，性能波动范围小，塑韧性及成型性能较好。

具体实施方式

工艺流程为：高炉铁水冶炼→铁水脱硫预处理→转炉钢水冶炼→LF钢水精炼处理→CSP薄板坯连铸连轧→酸洗冷连轧→罩式炉退火→平整→检验包装入库。

一种低合金高强钢制造方法，步骤如下：

1)经高炉冶炼、脱硫预处理的铁水进入转炉冶炼：转炉冶炼全程底吹氩气，底吹供气强度为0.02～0.05m³/(t*min)，P≤0.020Wt％，S≤0.020Wt％，Si≤0.030Wt％，终点钢水溶解控制在500～600ppm；(t*min为每分钟吨钢)

2)LF炉钢水精炼：将1)的所得钢水转入LF炉，在LF炉进行铝脱氧、Nb、Ti复合微合金化、钙处理，钙线喂线速度为3.1～4.0m/s，钙处理后弱吹15～20min；

4)酸洗冷连轧：冷轧相对压下率≥50％；

6)平整：延伸率0.8～1.1％，平整后得到产品。

上述CSP铸机选择2流立弯形CSP铸机，CSP薄板坯连铸连轧所用连轧机为六机架TMCP热连轧机。

实施例1

一种低合金高强钢，产品成分：C:0.055Wt％，Si：0.10Wt％，Mn:0.098Wt％，Cr：0.10Wt％，Ni：0.10Wt％；Cu：0.10Wt％；P：0.010Wt％，S：0.010Wt％，Als:0.035Wt％，Ti：0.10Wt％，Nb：0.10Wt％；余量为Fe和不可避免的微量元素。

具体生产制造过程：

1)经高炉冶炼、脱硫预处理的铁水进入转炉冶炼：转炉冶炼全程吹氩气，转炉内控制P≤0.020Wt％，S≤0.020Wt％，Si≤0.030Wt％，终点钢水溶解控制在500ppm，冶炼过程采用全程底吹氩气，底吹供气强度为0.02m³/(t*min)；

2)LF炉钢水精炼：将1)的所得钢水转入LF炉，在LF炉进行铝脱氧、Nb、Ti复合微合金化、钙处理，钙线喂线速度为3.5m/s，钙处理后弱吹15min；

3)CSP薄板坯连铸连轧：采用2流立弯形CSP薄板坯连铸，要求钢包下渣检测控制，联浇中包温度为1565～1575℃，中包使用无碳覆盖剂，使用低碳钢保护渣，铸坯拉速为5m/min。控制铸坯加热温度为1290℃，保证铸坯在炉内保温时间内，使微合金化元素固溶并控制奥氏体晶粒度；采用六机架TMCP热连轧机，终轧温度980℃，卷取温度780℃。

4)酸洗冷连轧：冷轧相对压下率68％；

5)罩式炉退火：退火温度为670℃，加热速率40℃/h，保温时间10h，控制冷却速率25℃/h，控制冷却到570℃，出炉温度85℃；

6)平整：延伸率0.8％，平整后得到该例的产品。

产品性能，Rel(Rp0.2)：382 MPa，Rm：482 MPa，延伸：27％。

实施例2

一种低合金高强钢，该钢种化学成份重量百分比为C:0.055Wt％，Si：0.10Wt％，Mn:0.098Wt％，Cr：0.10Wt％，Ni：0.10Wt％；Cu：0.10Wt％；P：0.010Wt％，S：0.010Wt％，Als:0.035Wt％，Ti：0.10Wt％，Nb：0.10Wt％；余量为Fe和不可避免的微量元素。

具体生产制造过程：

1)经高炉冶炼、脱硫预处理的铁水进入转炉冶炼：转炉冶炼全程吹氩气，转炉内控制P≤0.020Wt％，S≤0.020Wt％，Si≤0.030Wt％，终点钢水溶解控制在550ppm，冶炼过程采用全程底吹氩气，底吹供气强度为0.05m³/(t*min)；

2)LF炉钢水精炼：将1)的所得钢水转入LF炉，在LF炉进行铝脱氧、Nb、Ti复合微合金化、钙处理，钙线喂线速度为5m/s，钙处理后弱吹20min；

3)CSP薄板坯连铸连轧：采用2流立弯形CSP薄板坯连铸，要求钢包下渣检测控制，联浇中包温度为1555～1565℃，中包使用无碳覆盖剂，使用低碳钢保护渣，铸坯拉速为4.5m/min。控制铸坯加热温度为1280℃，保证铸坯在炉内保温时间内，使微合金化元素固溶并控制奥氏体晶粒度；采用六机架TMCP热连轧机，终轧温度990℃，卷取温度790℃。

4)酸洗冷连轧：冷轧相对压下率80％；

5)罩式炉退火：退火温度为680℃，加热速率45℃/h，保温时间12h，控制冷却速率25℃/h，控制冷却到570℃，出炉温度95℃；

6)平整：延伸率0.9％，平整后得到该例的产品。

产品性能，Rel(Rp0.2)：391 MPa，Rm：499 MPa，延伸：30％。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，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实质和范围。

Claims

1.一种低合金高强钢，其特征是：该钢种化学成份重量百分比为C:0.040～0.070Wt％，0＜Si≤0.30Wt％，Mn:0.085～0.0105Wt％，Cr：0＜Cr≤0.20Wt％，Ni：0＜Ni≤0.20Wt％；Cu：0＜Cu≤0.20Wt％；0＜P≤0.020Wt％，0＜S≤0.020Wt％，Als:0.020～0.050Wt％，0＜Ti≤0.15Wt％，0＜Nb≤0.15Wt％；余量为Fe和不可避免的微量元素。

2.根据权利要求1所述的一种低合金高强钢，其特征在于：该钢种化学成份重量百分比为C:0.050～0.060Wt％，0＜Si≤0.10Wt％，Mn:0.095～0.100Wt％，Cr：0＜Cr≤0.10Wt％，Ni：0＜Ni≤0.10Wt％；Cu：0＜Cu≤0.10Wt％；0＜P≤0.010Wt％，0＜S≤0.010Wt％，Als:0.030～0.040Wt％，0＜Ti≤0.10Wt％，0＜Nb≤0.10Wt％；余量为Fe和不可避免的微量元素。

3.根据权利要求1所述的一种低合金高强钢，其特征在于：该钢种化学成份重量百分比为C:0.055Wt％，Si：0.10Wt％，Mn:0.098Wt％，Cr：0.10Wt％，Ni：0.10Wt％；Cu：0.10Wt％；P：0.010Wt％，S：0.010Wt％，Als:0.035Wt％，Ti：0.10Wt％，Nb：0.10Wt％；余量为Fe和不可避免的微量元素。

4.根据权利要求1所述的一种低合金高强钢，其特征在于：该钢种化学成份重量百分比为C:0.050Wt％，Si：0.05Wt％，Mn:0.098Wt％，Cr：0.05Wt％，Ni：0.05Wt％；Cu：0.05Wt％；P：0.05Wt％，S：0.05Wt％，Als:0.038Wt％，Ti：0.05Wt％，Nb：0.05Wt％；余量为Fe和不可避免的微量元素。

5.根据权利要求1-4所述的一种低合金高强钢的制造方法：

1)经高炉冶炼、脱硫预处理的铁水进入转炉冶炼：转炉冶炼全程吹氩气，转炉内控制P≤0.020Wt％，S≤0.020Wt％，Si≤0.030Wt％，Si不做下限要求，终点钢水溶解控制在500～600ppm；

4)酸洗冷连轧：冷轧相对压下率≥50％；

6)平整：延伸率0.8～1.1％，平整后得到产品。

6.根据权利要求5所述的一种低合金高强钢的制造方法，其特征是：所述转炉冶炼时吹氩气为底吹氩气，底吹供气强度为0.02～0.05m3/(t*min)。

7.根据权利要求5所述的一种低合金高强钢的制造方法，其特征是：所述CSP铸机选择2流立弯形CSP铸机。

8.根据权利要求5所述的一种低合金高强钢的制造方法，其特征是：所述CSP薄板坯连铸连轧所用连轧机为六机架TMCP热连轧机。