CN104593687A

CN104593687A - 一种热轧高强耐磨钢板的制造方法及热轧高强耐磨钢板

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Publication number: CN104593687A
Application number: CN201510031599.XA
Authority: CN
Inventors: 刘锟; 李文远; 李正权; 刘杰; 刘晓翠; 陈斌; 王学强; 包春林; 武军宽; 李飞; 吴耐; 朱国森
Original assignee: Shougang Corp
Current assignee: Shougang Group Co Ltd
Priority date: 2015-01-22
Filing date: 2015-01-22
Publication date: 2015-05-06
Anticipated expiration: 2035-01-22
Also published as: CN104593687B

Abstract

本发明提供一种热轧高强耐磨钢板的制造方法及热轧高强耐磨钢板，该方法包括以下工艺流程：连铸板坯加热→粗除鳞→定宽压力机→粗轧→板卷箱→飞剪→精除鳞→精轧→层流冷却→卷取，其特征在于，对以下工艺参数进行控制：(1)板坯入炉温度300℃～500℃，板坯加热段温度为1270℃～1290℃，均热段温度为1290℃～1300℃，出炉温度为1290℃～1300℃，加热时间为180min～240min；(2)R1一道次轧制且R1一道次除鳞，R2五道次轧制且R2一道次除鳞，R2出口温度为1090℃～1130℃，其中R1表示第一粗轧机，R2表示第二粗轧机；(3)采用板卷箱卷取且中间坯头尾温差为20℃～50℃。(4)采用7机架连续轧制，且终轧温度为890℃～930℃。(5)层流冷却采用前段冷却模式；(6)卷取温度为530℃～570℃。

Description

一种热轧高强耐磨钢板的制造方法及热轧高强耐磨钢板

技术领域

本发明涉及热轧高强低合金钢的领域，公开了一种热轧高强耐磨钢板的制造方法以及热轧高强耐磨钢板。

背景技术

近年来，我国混凝土搅拌罐车和粉体罐车等各类工程车辆为减轻自重和增加载重，正朝着“大型化和轻量化”方向发展，未来混凝土搅拌罐车将以16Nm3及以上的大方量车型为主。为适应下游工程车辆用户的发展需求，对制造罐车用钢板需做到如下几点：1)高强耐磨化和薄规格化，以满足其轻量化要求，目前普遍采用的是抗拉强度520MPa和750MPa两个级别钢板；2)宽规格化，以满足其大型化要求，达到减少焊缝数量和加工成本，同时增加车辆美观程度的目的；3)低屈强比化，以减少加工过程的回弹量，改善加工工艺性能；4)低成本化，以降低其采购成本，提高市场竞争力。

有鉴于此，迫切需要开发出抗拉强度900MPa级，屈强比≤0.85和维氏硬度Hv10约300的薄宽规格高强、耐磨和低成本热轧钢板。目前，抗拉强度900MPa及以上级别热轧高强钢主要开发思路分为2种，具体如下：

1)控轧控冷工艺生产，该方法采用Nb、Ti和/或V元素复合微合金化，微合金元素较多，成本较高，且屈强比大于等于0.89。

2)控轧控冷+热处理工艺生产，然而该工艺虽然热处理后强度更高，但热处理增加生产工序，提高生产成本，降低生产效率且需要额外的热处理设备投入；此外，此工艺因冷层强度过大，不适合薄宽规格高强耐磨钢的生产。

由此可见，现有技术存在着难以制造满足低屈强比且薄宽规格要求的热轧高强耐磨钢板的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供一种热轧高强耐磨钢板的制造方法以及热轧高强耐磨钢板，以解决现有技术中难以制造满足低屈强比且薄宽规格要求的热轧高强耐磨钢板的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供一种热轧高强耐磨钢板的制造方法，包括以下工艺流程：连铸板坯加热→粗除鳞→定宽压力机定宽→粗轧→板卷箱→飞剪→精除鳞→精轧→层流冷却→卷取，对以下工艺参数进行控制：(1)在所述连铸板坯加热工艺中，板坯入炉温度300℃～500℃，板坯加热段温度为1270℃～1290℃，均热段温度为1290℃～1300℃，出炉温度为1290℃～1300℃，加热时间为180min～240min；(2)在所述粗轧工艺中，通过R1一道次轧制且R1一道次除鳞，通过R2五道次轧制且R2一道次除鳞，且R2出口温度为1090℃～1130℃，其中R1表示第一粗轧机，R2表示第二粗轧机；(3)在所述粗轧和精轧工艺之间，采用板卷箱卷取且中间坯头尾温差为20℃～50℃。(4)在所述精轧工艺中，采用7机架连续轧制，且终轧温度为890℃～930℃。(5)所述层流冷却采用前段冷却模式；(6)在所述卷取工艺中，卷取温度为530℃～570℃。

可选的，所述方法还包括：在所述层流冷却工艺中，开启边部遮蔽。

可选的，所述边部遮蔽的宽度为：240mm。

可选的，所述热轧高强耐磨钢板的化学成分(wt％)为：碳：0.145％～0.165％；硅：0.27％～0.33％；锰：1.85％～2.10％；磷：≤0.020％；硫：≤0.002％；铬：0.27％～0.33％；钼：0.06％～0.14％；钛：0.155％～0.175％，其余为铁及不可避免的杂质。

可选的，所述热轧高强耐磨钢板宽度规格为1800mm～2000mm，厚度规格为3.0mm～6.0mm，屈服强度Rel≥750MPa，抗拉强度Rm≥900MPa，延伸率El≥16％，屈强比小于等于0.85，维氏硬度Hv10范围280～350；并且所述热轧高强耐磨钢板的180°横向d＝a冷弯合格。

第二方面，本发明实施例提供一种热轧高强耐磨钢板，所述热轧高强耐磨钢板由本发明任一实施例所介绍的热轧高强耐磨钢板的制造方法制造而成。

本发明有益效果如下：

在本发明实施例中，通过对热轧高强耐磨钢板制造过程中的板坯加热、粗轧、精轧、层流冷却以及卷取过程中各温度节点的精确控制，制造出了满足低屈强比且薄宽规格要求的热轧高强耐磨钢板，并且，各项力学性能指标优异，生产工艺简单，工艺成本低，便于组织，生产效率高。

附图说明

图1为本发明实施例中一种热轧高强耐磨钢板的制造方法的流程图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种热轧高强耐磨钢板的制造方法以及热轧高强耐磨钢板，以解决现有技术中难以制造满足低屈强比、薄宽规格要求且板形良好的热轧高强耐磨钢板的技术问题。

本申请实施例中的技术方案为解决上述的技术问题，总体思路如下：

通过对热轧高强耐磨钢板制造过程中的板坯加热、粗轧、精轧、层流冷却以及卷取过程中各温度节点的精确控制，制造出了满足低屈强比且薄宽规格要求的热轧高强耐磨钢板，并且，各项力学性能指标优异，生产工艺简单，工艺成本低，便于组织，生产效率高。

为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本发明技术方案的详细的说明，而不是对本发明技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

第一方面，本发明实施例提供一种热轧高强耐磨钢板的制造方法，请参考图1，包括以下步骤：

步骤S101：连铸板坯加热工艺，具体来讲也就是将板坯装入加热炉进行加热，其中，板坯的入炉温度为300℃～500℃，板坯的加热段温度为1270℃～1290℃，板坯的均热段温度为1290℃～1300℃，板坯的出炉温度为1290℃～1300℃，板坯的加热时间为180min～240min；

其中，为了保证板坯加热过程顺畅，避免其在加热炉中断坯，采用温装入炉。

步骤S102：粗除鳞工艺，其中，除鳞的目的在于将氧化铁皮除净以免压入表面产生缺陷，从而提高产品的表面质量。

步骤S103：通过定宽压力机进行定宽处理；

其中，定宽压力机的作用在于改变板坯的宽度，一般在粗轧阶段的定宽工序，这主要是因为板坯连铸机改变连铸板坯的宽度比较复杂，故而，通过步骤S103中的定宽工序可以满足热带钢品种规格不同宽度的需要。并且，定宽压力机还可以起到一定的除鳞效果。

步骤S104：粗轧工艺，在粗轧工艺过程中，R1一道次轧制且R1一道次除鳞，R2五道次轧制且R2一道次除鳞，R2出口温度为1090℃～1130℃，其中R1表示第一粗轧机，R2表示第二粗轧机；

通常情况下，在经过粗轧操作之后，获得的产品的厚度在30～40mm。通过上述方案能够减少粗轧工序过程温降，提高精轧过程的入口温度。

步骤S105：通过板卷箱进行卷取处理，其中，中间坯头尾温差为20℃～50℃。其中，通过板卷箱进行卷取处理的目的在于能够保证中间坯头尾温差较低。

步骤S106：飞剪工艺；

步骤S107：精除鳞工艺；

步骤S108：精轧工艺，在所述精轧工艺中，采用7机架连续轧制，且终轧温度为890℃～930℃，由于其相对温度较高，从而能够保证精轧过程的稳定性。

步骤S109：层流冷却工艺；

通过前端冷却模式进行层流冷却，能够保证层流冷却过程中TiC充分析出且析出物颗粒细小弥散。

进一步的，为了避免热轧高强耐磨钢板边部因层冷过强而出现边浪，在所述层流冷却工艺中，开启边部遮蔽；

进一步的，所述边部遮蔽的宽度为：240mm。

步骤S110：卷取工艺，其中卷取温度为530℃～570℃，进而获得热轧高强耐磨钢板。

其中，将卷取温度控制在530℃～570℃范围，能够形成利于提高耐磨性和成形性的铁素体+珠光体+少量贝氏体组织，也能避免冷却过程导致的板形不良。

另外，卷取过程的卷曲厚度规格控制范围3.0mm～6.0mm，宽度规格控制范围1800mm～2000mm。

作为进一步的优选实施例，热轧高强耐磨钢板的化学成分(wt％)为：碳：0.145％～0.165％；硅：0.27％～0.33％；锰：1.85％～2.10％；磷：≤0.020％；硫：≤0.002％；铬：0.27％～0.33％；钼：0.06％～0.14％；钛：0.155％～0.175％，其余为铁及不可避免的杂质。

本发明实施例通过添加合金元素进而形成化学成分为以上热轧高强耐磨钢板，是基于以下原理：

C元素是提高力学性能最有效的元素之一，对钢的强度和硬度影响最大，应在可能条件下充分发挥其作用，本发明中C元素含量设定在0.145％～0.165％，固溶于钢中的C元素既可提高钢的强度也有利于提高耐磨性能。

Si元素具有较强的固溶强化效果，可显著提高钢的抗拉强度，并小幅提高钢的屈服强度，但塑性韧性有所下降。较高Si含量会使得Fe2O3在热轧过程中粘附在钢板的表面而引起氧化皮压入，恶化钢材表面质量，为此，Si含量选定在0.27％～0.33％。

Mn元素是合金元素中对钢强度及其韧性都有良好作用的元素，本发明中Mn含量设计较高，为1.85％～2.10％。

P元素是钢中主要的强化元素，但对于高强耐磨钢而言，P会恶化钢的韧性，特别是剧烈降低钢的低温冲击韧性，同时，P含量偏高也会恶化焊接性能，故将P元素的上限定为0.020％。

S元素易与Mn元素形成MnS夹杂而恶化钢的力学性能，在高强耐磨钢中S含量要尽可能的低，以防止微裂纹在MnS夹杂处萌生，本发明中S含量的上限为0.002％。

Cr元素能显著提高钢的强度、硬度和耐磨性，增大钢的淬透性，但同时也能降低钢的塑性和韧性，综合考虑钢中的Cr元素含量控制在0.27％～0.33％。

Mo元素能显著提高钢的淬透性，控制冷却组织，细化晶粒，提高钢的强度和塑性，Mo是碳化物形成元素，在钢中主要以碳化物形式存在，弥散分布于基体当中，提高钢的强度。但Mo元素价格昂贵，会显著地增加钢的成本，综合考虑本发明中Mo含量控制范围0.06％～0.14％。

Ti是强碳化物形成元素，它与C、O、N、S有极强的亲和力。Ti与N结合形成TiN，TiN固溶温度高于2000℃，在板坯加热过程中TiN处于未溶状态，在高温下即可显著抑制奥氏体晶粒的长大，并细化相变之后的铁素体晶粒；Ti和S的亲和力大于Fe与S的亲和力，在含Ti钢中优先生成硫化钛，抑制FeS的生成，减少钢的热脆性。Ti和C形成的碳化物结合力极强，极稳定，当加热温度达到1000℃以上时，TiC开始溶解，并在随后的热轧及卷取过程中TiC能够大量的析出，起到显著的析出强化作用，综合考虑本发明中Ti元素含量为0.155％～0.175％。

另外，由于本发明实施例所介绍的热轧高强耐磨钢板主要采用C元素和Ti元素进行强化，Ti与C结合形成TiC，通过其在奥氏体和铁素体当中析出尺寸与形貌的控制，能够显著提升其析出强化效果；与Nb和V元素相比，Ti元素成本低廉，强化效果显著。此外，固溶C元素还能提高钢的耐磨性性能。

作为进一步的优选实施例，热轧高强耐磨钢板宽度规格为1800mm～2000mm，厚度规格为3.0mm～6.0mm，屈服强度Rel≥750MPa，抗拉强度Rm≥900MPa，延伸率El≥16％，屈强比小于等于0.85，维氏硬度Hv10范围280～350；并且热轧高强耐磨钢板的180°横向d＝a冷弯合格。

下面将基于两个具体的例子，来验证本发明实施例所介绍的热轧高强耐磨钢板的制造方法所制造的热轧高强耐磨钢板能够满足低屈强比、薄宽规格要求且板型良好的热轧高强耐磨钢板的要求。

化学成分：C：0.158％，Si：0.298％，Mn：1.89％，P：0.011％，S：0.001％，Cr：0.31％，Mo：0.09％，Ti：0.160％。

板坯加热工艺参数如表1所示：

表1

粗轧工艺参数如表2所示：

表2

其中，R1表示第一粗轧机，R2表示第二粗轧机。

精轧工艺参数如表3所示：

表3

力学性能如表4所示：

表4

其中，b表示冷弯试样宽度，d表示弯心直径，a表示热轧高强耐磨钢板的厚度。

通过表4所示的力学特性可以看出，采用实施例1的方案制造的热轧高强耐磨钢板其屈强比为0.80，小于0.85，屈强比满足要求，其规格为4.0mm×1800mm，也符合薄宽要求；采用实施例2的方案制造的热轧高强耐磨钢板其屈强比为0.83，小于0.85，屈强比满足要求，其规格为6.0mm×2000mm，也符合薄宽要求。

第二方面，基于同一发明构思，本发明实施例提供一种热轧高强耐磨钢板，热轧高强耐磨钢板由本发明任一实施例所介绍的热轧高强耐磨钢板的制造方法制造而成。

可选的，热轧高强耐磨钢板的化学成分(wt％)为：碳：0.145％～0.165％；硅：0.27％～0.33％；锰：1.85％～2.10％；磷：≤0.020％；硫：≤0.002％；铬：0.27％～0.33％；钼：0.06％～0.14％；钛：0.155％～0.175％，其余为铁及不可避免的杂质。

可选的，热轧高强耐磨钢板宽度规格为1800mm～2000mm，厚度规格为3.0mm～6.0mm，屈服强度Rel≥750MPa，抗拉强度Rm≥900MPa，延伸率El≥16％，屈强比小于等于0.85，维氏硬度Hv10范围280～350；并且热轧高强耐磨钢板的180°横向d＝a冷弯合格。

本发明一个或多个实施例，至少具有以下有益效果：

由于在本发明实施例中，通过对热轧高强耐磨钢板制造过程中的板坯加热、粗轧、精轧、层流冷却以及卷取过程中各温度节点的精确控制，制造出了满足低屈强比且薄宽规格要求的热轧高强耐磨钢板，并且，各项力学性能指标优异，生产工艺简单，工艺成本低，便于组织，生产效率高。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种热轧高强耐磨钢板的制造方法，包括以下工艺流程：连铸板坯加热→粗除鳞→定宽压力机定宽→粗轧→板卷箱→飞剪→精除鳞→精轧→层流冷却→卷取，其特征在于，对以下工艺参数进行控制：

(1)在所述连铸板坯加热工艺中，板坯入炉温度300℃～500℃，板坯加热段温度为1270℃～1290℃，均热段温度为1290℃～1300℃，出炉温度为1290℃～1300℃，加热时间为180min～240min；

(2)在所述粗轧工艺中，通过R1一道次轧制且R1一道次除鳞，通过R2五道次轧制且R2一道次除鳞，且R2出口温度为1090℃～1130℃，其中R1表示第一粗轧机，R2表示第二粗轧机；

(3)在所述粗轧和精轧工艺之间，采用板卷箱卷取且中间坯头尾温差为20℃～50℃；

(4)在所述精轧工艺中，采用7机架连续轧制，且终轧温度为890℃～930℃；

(5)所述层流冷却采用前段冷却模式；

(6)在所述卷取工艺中，卷取温度为530℃～570℃。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述层流冷却工艺中，开启边部遮蔽。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述边部遮蔽的宽度为：240mm。

4.如权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述热轧高强耐磨钢板的化学成分(wt％)为：碳：0.145％～0.165％；硅：0.27％～0.33％；锰：1.85％～2.10％；磷：≤0.020％；硫：≤0.002％；铬：0.27％～0.33％；钼：0.06％～0.14％；钛：0.155％～0.175％，其余为铁及不可避免的杂质。

5.如权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述热轧高强耐磨钢板宽度规格为1800mm～2000mm，厚度规格为3.0mm～6.0mm，屈服强度Rel≥750MPa，抗拉强度Rm≥900MPa，延伸率El≥16％，屈强比小于等于0.85，维氏硬度Hv10范围280～350；并且所述热轧高强耐磨钢板的180°横向d＝a冷弯合格。

6.一种热轧高强耐磨钢板，其特征在于，所述热轧高强耐磨钢板由权利要求1-3任一所述的方法制造而成。

7.如权利要求6所述的热轧高强耐磨钢板，其特征在于，所述热轧高强耐磨钢板的化学成分(wt％)为：碳：0.145％～0.165％；硅：0.27％～0.33％；锰：1.85％～2.10％；磷：≤0.020％；硫：≤0.002％；铬：0.27％～0.33％；钼：0.06％～0.14％；钛：0.155％～0.175％，其余为铁及不可避免的杂质。

8.如权利要求7所述的热轧高强耐磨钢板，其特征在于，所述热轧高强耐磨钢板宽度规格为1800mm～2000mm，厚度规格为3.0mm～6.0mm，屈服强度Rel≥750MPa，抗拉强度Rm≥900MPa，延伸率El≥16％，屈强比小于等于0.85，维氏硬度Hv10范围280～350；并且所述热轧高强耐磨钢板的180°横向d＝a冷弯合格。