CN104962812B - 具有良好板形的热连轧桥壳钢及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有良好板形的热连轧桥壳钢及其制造方法，该钢的化学成分按重量百分比计为：C：0.12～0.20％；Si：0.20～0.60％；Mn：1.20～1.60％；P≤0.015％；S≤0.010％；Ti：0.005～0.02％，余量为Fe及不可避免的杂质。该钢的制造方法，包括钢水冶炼、浇铸钢坯、板坯加热、热连轧、层流冷却处理、卷取的步骤，其中，加热温度为1180～1240℃，粗轧出口温度为1020～1080℃，终轧温度为820～860℃，精轧前钢坯在保温罩内保温，保温温度为980～1040℃，保温时间为40～60s，卷取温度为560～600℃。该钢的综合力学性能良好，能满足不平度≤3mm/m的技术要求，其制备方法操作简单，节约能源，产品性能稳定。
Description
技术领域
本发明属于热连轧制造技术领域，具体是指具有良好板形的热连轧桥壳钢及其制造方法。
背景技术
随着国内重载汽车的发展，桥壳钢的厚度和强度也在不断增加，采用热冲压成形工艺是解决冲压设备功率过低的有效途径，同时也可降低桥壳钢开裂倾向。为了提高加热效率，桥壳钢生产企业普遍采用中频感应炉进行加热，而中频感应炉的炉膛高度普遍在20mm，对14、16mm厚度的热冲压钢板来说，这就要求其具有良好的板形。原始板形良好的桥壳钢钢板，在生产下料时会因残余应力分布不均发生变形而导致钢板无法进炉加热，因此国内外热冲压桥壳钢全部采用中厚板作为生产原料。然而中厚板产线单位生产效率率低、产品成材率低，导致中厚板产品远高于热连轧产品，因此生产具有良好板型的热连轧钢板具有良好的经济效益和广阔的市场前景。
目前，平整后的热连轧桥壳钢钢板不平度基本能满足≤3‰，但平整后带钢塑性应变(主要是纵向塑性应变)沿宽度方向的不均匀分布，由于变形协调作用，在带钢内部产生不均匀的压应力，但其不足以引起带钢瓢曲变形，而在裁切加工后带钢纵向塑性应变不变，应力重新分布，导致其发生整体屈曲变形，产生翘曲缺陷。瓢曲后的钢板无法进入中频感应炉等加热设备，影响生产的顺利进行。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种具有良好板形的热连轧桥壳钢及其制造方法，该钢的综合力学性能良好，能满足不平度≤3mm/m的技术要求，其制备方法操作简单，节约能源，产品性能稳定。
为实现上述目的，本发明的具有良好板形的热连轧桥壳钢，其化学成分按重量百分比计为：C：0.12～0.20％；Si：0.20～0.60％；Mn：1.20～1.60％；P≤0.015％；S≤0.010％；Ti：0.005～0.02％，余量为Fe及不可避免的杂质。
进一步优选的，该钢的化学成分按重量百分比计为：C：0.15～0.18％；Si：0.35～0.55％；Mn：1.35～1.50％；P≤0.015％；S≤0.010％；Ti：0.010～0.015％，余量为Fe及不可避免的杂质。
本发明的具有良好板形的热连轧桥壳钢的制造方法，按通常纯净钢工艺进行，包括钢水冶炼、浇铸钢坯、板坯加热、热连轧、层流冷却处理、卷取的步骤，其特殊之处在于：
所述加热温度为1180～1240℃，粗轧出口温度为1020～1080℃，终轧温度为820～860℃，精轧前钢坯在保温罩内保温，保温温度为980～1040℃，保温时间为40～60s，卷取温度为560～600℃。
优选的，所述热连轧时，采用微边浪趋势轧制，带钢凸度按110～120μm控制。
进一步的，层流冷却段采用前段冷却，冷却方式为间断式，上下水比为1︰1.8～2.7，冷却速率8～10℃/s。
本发明具有良好板形的热连轧桥壳钢组分含量控制原理和制造方法中各工艺要点作用机理如下：
本发明具有良好板形的热连轧桥壳钢成分设计是采用中碳-硅-锰成分，充分利用这些元素的固溶强化作用，确保热冲压桥壳钢在高温加热时仍能保持强度不变，同时进行微钛处理，不但可提高焊接性能，还能防止高钛钢中存在的方形TiN造成的疲劳性能下降。
为了得到良好的力学性能，特别是板型，将在轧钢温度、目标凸度、层流冷却等方面进行控制。其制造过程中，精轧前钢坯在保温罩内保温处理，加盖保温罩目的是防止带钢头、尾温差过大。试验证明，采用保温罩工艺，可使钢坯头尾温差由80℃降低至40℃，40℃的温差可由精轧过程中升速轧制产生的热能弥补，从而保证终轧过程温度均匀一致。同时加盖保温罩，也可防止带钢边部温降过大。
由于层流冷却过程中冷却水在带钢宽度方向上停留的时间不同，带钢边部温降往往最大。若精轧前钢坯边部温度已过低，导致最终带钢宽度方向上温度的巨大波动，产生的巨大热应力引起板面残余应力不均匀。
所述热连轧时，通过加大F7弯辊力的边浪趋势轧制，带钢凸度按110～120μm控制，可使带钢边部的延伸在轧制状态下较大，带钢为保持一致，边部将受到压应力。
带钢在层流冷却时，边部温度较中部低，因热胀冷缩的关系，边部将受到拉应力。当凸度控制在120μm时，可使轧制边部受到的压应力在层冷时受到的拉应力相当，从而互相抵消，来保证整个板面残余应力的均匀性。层流冷却时采用前段冷却方式，确保在较低的冷却速率下，仍能得到一定数量的珠光体，满足强度的要求。采用间断式的冷却方式，一是为了得到8～10℃/s的冷却速率，避免因冷速过快而产生的巨大热应力；二是使钢板在层流冷却水的冷却下，能够返红，均匀板面温度。同时充分考虑上下板面层流冷却速率的不同，适当加大下层层流冷却水，使上下水比为1︰1.8～2.7，从而保证带钢在层流冷却过程中基本保持上下板面温度均匀一致，不但可减低热应力，还可使上下板面组织均匀一致，从而降低组织应力引起的残余应力。
本发明的制造方法，通过上述工艺控制，可使带钢的热应力和组织应力降至最小。在钢板切割分条后，其残余应力还不足以引起钢板变形瓢曲，从而保持良好的板形。采用本发明专利，可使热冲压桥壳钢钢板满足ReL≥345MPa，Rm为510～610MPa，A≥24％的要求，热冲压桥壳钢的板形不平度满足≤3mm/m的要求，使合格率由不足10％提高至90％，基本满足了热冲压桥壳钢工艺要求。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明具有良好板形的热连轧桥壳钢及其制造方法作进一步的详细说明。
按本发明钢成分设计要求，冶炼炉号实例A、B、C三组钢，具体化学成分见表1。
表1本发明实例的化学成分(wt％)
| 炉号 | C | Si | Mn | P | S | Ti |
| 实例A | 0.126 | 0.58 | 1.55 | 0.012 | 0.006 | 0.012 |
| 实例B | 0.158 | 0.34 | 1.40 | 0.008 | 0.009 | 0.018 |
| 实例C | 0.193 | 0.21 | 1.23 | 0.010 | 0.005 | 0.006 |
炉号实例A、B、C三组钢分别轧成钢卷实例1～6，其中对比例7由炉号实例C轧制而成，对比例7采取传统的轧制工艺，所有的钢卷均轧成宽度规格为1500mm的成品。具体轧钢工艺见表2。
表2本发明实例与对比例的工艺对比
对钢卷采用相同的工艺精整，并采用等离子切割进行分条，钢板宽300mm，长1000mm，沿轧制方向分5条，分别对其不平度进行测量，结果如表3所示。
表3本发明实例与对比例的板形不平度对比
由表3可知，原始板形的区别不大，但切割下料后，采用传统工艺生产的钢板瓢曲非常严重，而采用本发明专利生产的钢板，由于残余应力得到了均匀分布，其板形瓢曲与原始板形相比区别不大，满足了不平度≤3mm/m的要求。
Claims (3)
1.一种具有良好板形的热连轧桥壳钢，其特征在于，该钢的化学成分按重量百分比计为：C：0.12～0.20％；Si：0.20～0.60％；Mn：1.20～1.60％；P≤0.015％；S≤0.010％；Ti：0.005～0.02％，余量为Fe及不可避免的杂质，其制造方法，按通常纯净钢工艺进行，包括钢水冶炼、浇铸钢坯、板坯加热、热连轧、层流冷却处理、卷取的步骤，其中，所述加热温度为1180～1240℃，粗轧出口温度为1020～1080℃，终轧温度为820～860℃，精轧前钢坯在保温罩内保温，保温温度为980～1040℃，保温时间为40～60s，卷取温度为560～600℃；层流冷却处理采用前段冷却，冷却方式为间断式，上下水比为1︰1.8～2.7，冷却速率8～10℃/s。
2.根据权利要求1所述具有良好板形的热连轧桥壳钢，其特征在于：该钢的化学成分按重量百分比计为：C：0.15～0.18％；Si：0.35～0.55％；Mn：1.35～1.50％；P≤0.015％；S≤0.010％；Ti：0.010～0.015％，余量为Fe及不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述具有良好板形的热连轧桥壳钢，其特征在于：所述热连轧时，采用微边浪趋势轧制，带钢凸度按110～120μm控制。
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