CN106119690A - 非调质980MPa级高强捆带钢及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种非调质980MPa级高强捆带钢及其生产方法，包括热轧、冷却、冷轧和发蓝工序，其特征在于，其化学成分的重量百分含量为：C 0.17%～0.23%，Mn 1.15%～1.35%，Si≤0.35，S≤0.015%，P≤0.025%，Als≥0.015%，N≤0.0060%，其余为铁和不可避免的杂质。本方法采用中低C，较常规Mn成分设计，通过冷却工序的冷却路径控制，调整钢在相变过程中C的配分，控制中温卷取、避免珠光体转变组织转化，可以得到性能比铁素体珠光体更好的铁素体贝氏体组织，铁素体贝氏体钢有较高的抗拉强度和良好的均匀延伸和较高的n值。本方法可得到抗拉强度≥980Mpa、延伸率A30≥10%的高强捆带钢。

Description

非调质980MPa级高强捆带钢及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种钢带原料，尤其是一种非调质980MPa级高强捆带钢及其生产方法。
背景技术
钢质捆带(简称捆带)，通常指用于工业包装用的钢带，广泛用于钢铁、有色金属、造纸、玻璃、建材、烟草和轻纺加工等工业领域。目前，我国钢铁行业是应用捆带产品最多，承载安全级数最高的行业，其主要用于钢铁制造的轧钢和成品包装单元。一方面，随着我国钢铁行业近年来的迅猛发展，加之发达国家的钢铁企业都将钢卷包装提高到“保证安全储运，提升产品档次”的程度，预计今后对其需求将迸一步扩大，市场前景广阔，经济效益可观；另一方面，随着钢铁企业生产作业线的日益连续化和高速化，对其性能的要求将会越来越高。
传统的捆带生产工艺主要有3种，即加工硬化、中温调质和等温淬火。
（1）加工硬化：该工艺主要包括“冷带纵剪分条一电加热空气发蓝一磨边卷曲”等几个步骤。优点是生产设备简单、成本低；缺点是原卷捆带内有数个接头，发蓝质量不稳定，颜色不均，短时间内会发生锈蚀，外形尺寸及其精度较差，毛刺清理不净，常发生“掉带”和“断带”等事故，不能满足自动打捆机的需要。产品的强度极限约为700 MPa，最低延伸率为3％。
（2）中温调质：该工艺是指Si—Mn系列的捆带经850℃淬火后，再经450℃回火的热处理方法。按上述工艺处理后，可获得回火屈氏体组织，强度极限可达1 260 MPa，延伸率可达12％。中温调质处理后，不能通过电热发蓝，而只能采用涂漆或涂蜡的办法来增强其耐蚀性网。
（3）等温淬火：该工艺即所谓的“派尔登”处理，其流程大致如下：冷带在进行完必要的表面预处理后，首先进入铅浴，使其预热，预热时间一般为10s，进入感应器，经过数次感应加热后，使捆带均匀地达到奥氏体化温度860～880℃，再进入铅浴，于450℃进行等温淬火，淬火时间一般小于lmin。等温淬火完成后，进入带有木炭的密封槽，最后进入到45～70℃的清水中，达到清洗的目的。调质完成后，半成品的捆带在经过焊接、分条、清除毛刺等工序后，再次进入铅浴，在440℃左右发蓝。发蓝结束后，再进行涂漆、涂蜡、卷曲、包装等后续工序。由于调质工艺所需设备复杂、成本较高；同时，铅浴会造成严重的环境污染，一些发达国家开始禁止使用。
一般来说，生产中、低强捆带只需要采用碳素结构钢，通过加工硬化工艺即可完成；而生产抗拉强度950MPa高强捆带则需要采用低合金钢、合金结构钢或优质碳素结构钢，通过中温调质或等温淬火处理才能完成；这样就会造成高强捆带的生产能耗和成本较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种低成本的非调质980MPa级高强捆带钢；本发明还提供了一种非调质980MPa级高强捆带钢的生产方法。
为解决上述技术问题，本发明化学成分的重量百分含量为：C 0.17%～0.23%，Mn1.15%～1.35%，Si≤0.35，S≤0.015%，P≤0.025%，Als≥0.015%，N≤0.0060%，其余为铁和不可避免的杂质。
本发明方法包括热轧、冷却、冷轧和发蓝工序，其化学成分的重量百分含量如上所述。
本发明方法所述冷却工序：首先进行第一次强冷，冷却至660～720℃；然后在该温度范围空冷2～4s；空冷后进行第二次强冷至卷取温度400～500℃。
本发明方法所述热轧工序中，终轧温度为820～850℃。
本发明方法所述冷轧工序：总压料率为60%～80%。
本发明方法所述发蓝工序：在450～550℃直接发蓝。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明采用中低C（C含量0.17%～0.23%）、常规Mn成分（Mn含量 1.15%～1.35%）设计，可得到铁素体贝氏体组织，具有较高的抗拉强度和良好的均匀延伸和较高的n值。
本发明方法采用中低C，较常规Mn成分设计，通过冷却工序的冷却路径控制，调整钢在相变过程中C的配分，控制中温卷取、避免珠光体转变组织转化，可以得到性能比铁素体珠光体更好的铁素体贝氏体组织，铁素体贝氏体钢有较高的抗拉强度和良好的均匀延伸和较高的n值。本发明方法可得到抗拉强度≥980Mpa、延伸率A30≥10%的非调质超高强捆带。本发明方法省去调质和铅浴工艺，大大降低了捆带生产的能耗和成本；本发明方法充分综合利用了C、Mn合金固溶强化、控轧细晶强化、控冷相变强化、冷轧位错强化多种强化手段，降低了合金成本低和热轧轧制负荷，热轧生产成本低，捆带生产又可省去调质工艺，因此，本发明方法生产的高强捆带钢具有成本低、性能好、产品竞争优势强等特点。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明实施例1所得热轧带钢的金相组织图；
图2是本发明实施例1所得高强捆带钢的金相组织图。
具体实施方式
本非调质980MPa级高强捆带钢采用下述成分配比以及方法工艺生产而成：
（1）化学成分的重量百分含量：C 0.17%～0.23%，Mn 1.15%～1.35%，Si≤0.35，S≤0.015%，P≤0.025%，Als≥0.015%，N≤0.0060%，其余为铁和不可避免的杂质。
（2）方法工艺：包括有炼钢工序、加热工序、热轧工序、冷却工序、冷轧工序和发蓝工序。A、所述热轧工艺：带钢采用820～850℃终轧。B、所述冷却工序：首先进行第一次强冷，冷却至660～720℃；然后在该温度范围空冷2～4s；空冷后的带钢第二次强冷至卷取温度400～500℃；两次强冷的冷却速度最好为100～120℃/s；通过在冷却过程中调整钢在相变过程中C的配分，避免珠光体转变组织转化，可以得到性能比铁素体珠光体更好的铁素体贝氏体组织；所得热轧带钢的金相组织由分布的15～35%贝氏体和其余铁素体双相组成，抗拉强度控制在580～650MPa，屈服强度控制在480～550MPa，伸长率A50控制在25.5～38%，成型性能良好。C、所述冷轧、发蓝工序：热轧带钢通过60%～80%总压料率的冷轧，在450～550℃直接发蓝，即可制成抗拉强度≥980Mpa、延伸率A30≥10%的高强捆带钢。
实施例1：本非调质980MPa级高强捆带钢的具体工艺如下所述。
（1）炼钢工序：出钢钢水化学成分的重量百分比为：C 0.19%，Mn 1.23%，S 0.003%，P 0.017%，Si 0.03%，Als 0.025%，N 0.0037%，其余为铁和不可避免的杂质。
（2）加热工序：板坯加热至1200±10℃。
（3）热轧工序：将板坯粗轧的开轧温度控制在1100±10℃；精轧开轧温度1030±10℃，终轧温度为835±10℃，轧制钢板厚度为3.0mm。
（4）冷却工序：钢板进入层流冷却前温度为815～830℃，以100℃/s的冷却至700±10℃，空冷3s；继续以100℃/s速度冷却至430℃±10℃进行卷取。所得热轧带钢经测试力学性能，实际性能为：抗拉强度598MPa、屈服强度498MPa，延伸率A50 34.5%。所得热轧带钢的金相组织图（200X，纵向）见图1，可见金相组织较均匀，组织为铁素体和贝氏体双相组织。
（5）冷轧、发蓝工序：冷轧制成0.95mm厚度，压下率68.3%；经520℃发蓝后，得到所述的高强捆带钢。所得高强捆带钢的抗拉强度990MPa、屈服强度987MPa、延伸率A30 15%；金相组织见图2，由图可见其金相组织较均匀，组织为铁素体和贝氏体双相组织。
实施例2：本非调质980MPa级高强捆带钢的具体工艺如下所述。
（1）炼钢工序：出钢钢水化学成分的重量百分比为：C 0.18%，Mn 1.26%，S 0.002%，P 0.017%，Si 0.09%，Als 0.030%，N 0.0034%，其余为铁和不可避免的杂质。
（2）加热工序：板坯加热至1200±10℃。
（3）热轧工序：将板坯粗轧的开轧温度控制在1100±10℃；精轧开轧温度1030±10℃，终轧温度为835±10℃，轧制钢板厚度为2.8mm。
（4）冷却工序：钢板进入层流冷却前温度为815～830℃，以110℃/s的冷却至700±10℃，空冷2s；继续以120℃/s速度冷却至430℃±10℃进行卷取。所得热轧带钢经测试力学性能，实际性能为：抗拉强度600MPa、屈服强度510MPa，延伸率A50 27.5%。
（5）冷轧、发蓝工序：冷轧制成0.8mm厚度，压下率71.4%；经520℃发蓝后，得到所述的高强捆带钢。所得高强捆带钢的抗拉强度1010MPa、屈服强度995MPa，延伸率A30 12.5%。
实施例3：本非调质980MPa级高强捆带钢的具体工艺如下所述。
（1）炼钢工序：出钢钢水化学成分的重量百分比为：C 0.17%，Mn 1.27%，S 0.003%，P 0.018%，Si 0.15%，Als 0.039%，N 0.0032%，其余为铁和不可避免的杂质。
（2）加热工序：板坯加热至1200±10℃。
（3）热轧工序：将板坯粗轧的开轧温度控制在1100±10℃；精轧开轧温度1030±10℃，终轧温度为830±10℃，轧制钢板厚度为3mm。
（4）冷却工序：钢板进入层流冷却前温度为815～830℃，以110℃/s的冷却至700±10℃，空冷2.2s；继续以120℃/s速度冷却至430℃±10℃进行卷取。所得热轧带钢经测试力学性能，实际性能为：抗拉强度626MPa、屈服强度530MPa，延伸率A5030%。
（5）冷轧、发蓝工序：冷轧制成0.8mm厚度，压下率73.3%；经510℃发蓝后，得到所述的高强捆带钢。所得高强捆带钢的抗拉强度1030MPa、屈服强度1018MPa，延伸率A3013.5%。
实施例4：本非调质980MPa级高强捆带钢的具体工艺如下所述。
（1）炼钢工序：出钢钢水化学成分的重量百分比为：C 0.21%，Mn 1.35%，S 0.012%，P 0.025%，Si 0.20%，Als 0.015%，N 0.0025%，其余为铁和不可避免的杂质。
（2）加热工序：板坯加热至1200±10℃。
（3）热轧工序：将板坯粗轧的开轧温度控制在1100±10℃；精轧开轧温度1030±10℃，终轧温度为840±10℃，轧制钢板厚度为2.5mm。
（4）冷却工序：钢板进入层流冷却前温度为820～830℃，以120℃/s的冷却至670±10℃，空冷4s；继续以120℃/s速度冷却至410℃±10℃进行卷取。所得热轧带钢经测试力学性能，实际性能为：抗拉强度648MPa、屈服强度536MPa，延伸率A50 23.5%。
（5）冷轧、发蓝工序：冷轧制成1.0mm厚度，压下率60%；经550℃发蓝后，得到所述的高强捆带钢。所得高强捆带钢的抗拉强度1055MPa、屈服强度1016MPa，延伸率A3012.0%。
实施例5：本非调质980MPa级高强捆带钢的具体工艺如下所述。
（1）炼钢工序：出钢钢水化学成分的重量百分比为：C 0.23%，Mn 1.18%，S 0.015%，P 0.016%，Si 0.32%，Als 0.022%，N 0.0060%，其余为铁和不可避免的杂质。
（2）加热工序：板坯加热至1200±10℃。
（3）热轧工序：将板坯粗轧的开轧温度控制在1100±10℃；精轧开轧温度1030±10℃，终轧温度为835±10℃，轧制钢板厚度为3.1mm。
（4）冷却工序：钢板进入层流冷却前温度为820～830℃，以120℃/s的冷却至710±10℃，空冷4s；继续以110℃/s速度冷却至460℃±10℃进行卷取。所得热轧带钢经测试力学性能，实际性能为：抗拉强度602MPa、屈服强度512MPa，延伸率A5028.0%。
（5）冷轧、发蓝工序：冷轧制成0.8mm厚度，压下率74.2%；经450℃发蓝后，得到所述的高强捆带钢。所得高强捆带钢的抗拉强度1012MPa、屈服强度998MPa，延伸率A3012.5%。
实施例6：本非调质980MPa级高强捆带钢的具体工艺如下所述。
（1）炼钢工序：出钢钢水化学成分的重量百分比为：C 0.20%，Mn 1.15%，S 0.008%，P 0.019%，Si 0.35%，Als 0.024%，N 0.0049%，其余为铁和不可避免的杂质。
（2）加热工序：板坯加热至1200±10℃。
（3）热轧工序：将板坯粗轧的开轧温度控制在1100±10℃；精轧开轧温度1030±10℃，终轧温度为835±10℃，轧制钢板厚度为3.0mm。
（4）冷却工序：钢板进入层流冷却前温度为810～825℃，以110℃/s的冷却至690±10℃，空冷3s；继续以110℃/s速度冷却至490℃±10℃进行卷取。所得热轧带钢经测试力学性能，实际性能为：抗拉强度546MPa、屈服强度452MPa，延伸率A5036%。
（5）冷轧、发蓝工序：冷轧制成0.6mm厚度，压下率80%；经480℃发蓝后，得到所述的高强捆带钢。所得高强捆带钢的抗拉强度982MPa、屈服强度946MPa，延伸率A3015.5%。

Claims (6)

1.一种非调质980MPa级高强捆带钢，其特征在于，其化学成分的重量百分含量为：C0.17%～0.23%，Mn 1.15%～1.35%，Si≤0.35，S≤0.015%，P≤0.025%，Als≥0.015%，N≤0.0060%，其余为铁和不可避免的杂质。
2.一种非调质980MPa级高强捆带钢的生产方法，包括热轧、冷却、冷轧和发蓝工序，其特征在于，其化学成分的重量百分含量为：C 0.17%～0.23%，Mn 1.15%～1.35%，Si≤0.35，S≤0.015%，P≤0.025%，Als≥0.015%，N≤0.0060%，其余为铁和不可避免的杂质。
3.根据权利要求2所述的非调质980MPa级高强捆带钢的生产方法，其特征在于，所述冷却工序：首先进行第一次强冷，冷却至660～720℃；然后在该温度范围空冷2～4s；空冷后进行第二次强冷至卷取温度400～500℃。
4.根据权利要求2所述的非调质980MPa级高强捆带钢的生产方法，其特征在于：所述热轧工序中，终轧温度为820～850℃。
5.根据权利要求2所述的非调质980MPa级高强捆带钢的生产方法，其特征在于，所述冷轧工序：总压料率为60%～80%。
6.根据权利要求2－5任意一项所述的非调质980MPa级高强捆带钢的生产方法，其特征在于，所述发蓝工序：在450～550℃直接发蓝。
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