CN106636938A - 一种低成本高成型性低合金高强钢及其制造方法 - Google Patents

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张明金
孟祥瑞
王珩
冷冰
杨贵玲
张华�
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左建强
李贺
赵善杰
宋百京
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Abstract

本发明属于金属材料技术领域，具体涉及一种低成本高成型性低合金高强钢。该低成本高成型性低合金高强钢，其化学成份组成按质量配比为：C：0.16～0.20%，Si：0.10～0.40%；Mn：0.45～0.65%；P：≤0.030%；S：≤0.030%；Ti：0.40～0.55%。其有益效果是：优化低合金高强钢的化学成分配比，降低产品成本；采用控轧控冷工艺，提高组织性能均匀性，改善带钢加工成型性能，更好地满足用户需求，提高产品市场竞。

Description

一种低成本高成型性低合金高强钢及其制造方法
技术领域
本发明属于金属材料技术领域，具体涉及一种低成本高成型性低合金高强钢及其制造方法。
背景技术
低合金高强钢是热轧带材的主要产品，在宽带产品结构中占有较大的比重。因其具有品种规格繁多，性能优良等特点，用途十分广泛。大量的机电设备、建筑、桥梁、汽车、船舶、海洋建筑、机器机械、工程机械、基础设施建设，都需要该类产品。随着经济发展和社会进步，低合金高强度钢在成分体系上进行了调整，优化合金成分，促进结构轻量化、促使社会资源能源节省，较之传统高能耗高成本普通碳素钢材料具有绿色环保意义。
当前，钢铁产品严重过剩，市场竞争日趋激烈。低合金高强钢采用传统生产工艺，成本高、能耗大，且加工成型性差，容易出现弯曲开裂，以及圆管加工中卷管不圆、局部平面等问题。
发明内容
本发明为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种降低产品成本；提高组织性能均匀性，改善带钢加工成型性能的低成本高成型性低合金高强钢。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种低成本高成型性低合金高强钢，其化学成份组成按质量配比为：C：0.16～0.20%，Si：0.10～0.40%；Mn：0.45～0.65%；P：≤0.030%；S：≤0.030%；Ti：0.40～0.55%。
下面对本发明中化学成份的作用介绍：
低合金高强钢传统成分配比中的锰含量：Mn：1.2～1.6%
微合金化元素Nb、V、Ti在 钢中的作用,都是通过细化晶粒和沉淀强化来提高强度,但它们在钢中的作用机理及强化程度并不同。
Nb在钢中具有最强的晶粒细化强化效果,而V在钢中具有最强的沉淀强化效果,Ti则介于Nb和V两者之间。
综合考虑以上各元素的特点，比较各元素的成本，决定采用Ti元素做为添加的微量元素，以实现要求的目标强度和组织性能均匀性。
一种低成本高成型性低合金高强钢的制备方法，包括以下步骤：加热炉对连铸坯加热—粗轧将连铸坯轧制成中间坯—飞剪对中间坯剪切头尾—精轧将中间坯轧制成成品带钢—层流冷却对带钢进行冷却—卷取机将带钢卷成带卷；此制备方法中采用控轧控冷工艺保证组织性能均匀性，改善产品加工成型性。
本发明的有益效果是：优化低合金高强钢的化学成分配比，降低产品成本；采用控轧控冷工艺，提高组织性能均匀性，改善带钢加工成型性能，更好地满足用户需求，提高产品市场竞争力。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行进一步说明。该发明一种低成本高成型性低合金高强钢，其化学成份组成按质量配比为：C：0.16～0.20%，Si：0.10～0.40%；Mn：0.45～0.65%；P：≤0.030%；S：≤0.030%；Ti：0.40～0.55%。
在达到必须的强度级别前提下，选择最优的Ti元素控制范围，实现降本最大化。同时，降低Mn元素含量添加适量Ti元素，既保证了细化晶粒的需要，又避免了TiN在过程控制中的长大。
一种低成本高成型性低合金高强钢的制备方法，包括以下步骤：加热炉对连铸坯加热——粗轧将连铸坯轧制成中间坯——飞剪对中间坯剪切头尾——精轧将中间坯轧制成成品带钢——层流冷却对带钢进行冷却——卷取机将带钢卷成带卷。
控轧控冷：
（1）根据成品规格不同，优化终轧温度目标值，如表1所示。
表1 Q345B终轧温度目标值
产品厚度（mm） ≤3.0 ＞3.5～6.0 ＞6.0～12.0 ＞12.0
终轧温度（℃） 880±20 890±20 900±20 910±20
880-910℃的终轧温度控制，实现细化晶粒，避免了TiC的过量析出和长大。
（2）卷取温度及冷却强度控制
根据成品规格不同，优化卷取温度目标值，如表2所示。
表2 Q345B卷取温度目标值
产品厚度（mm） ≤3.0 ＞3.5～6.0 ＞6.0～12.0 ＞12.0
卷取温度（℃） 620±20 615±20 610±20 600±20
600-620℃的卷取温度控制，实现了沉淀强化的最大作用，确保最佳的力学性能指标，避免了传统高Mn配比时高轧制负荷对设备精度和能力的苛刻要求。
为降低冷却强度、避免有害组织的产生，改善带钢冷却均匀性，层流冷却采用稀疏冷却方式，根据产品规格的不同采用3/4、2/4稀疏冷却模式，侧喷全部投入。
（3）控制精轧压缩比
生产低合金高强钢时，粗轧中间坯厚度在普碳钢的基础上，中间坯厚度增加2～4mm，目的是增加精轧道次压下率，促进晶粒细化，改善带钢组织性能均匀性。
本发明不局限于上述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (5)

1.一种低成本高成型性低合金高强钢，其化学成份组成按质量配比为：C：0.16～0.20%，Si：0.10～0.40%；Mn：0.45～0.65%；P：≤0.030%；S：≤0.030%；Ti：0.40～0.55%。
2.根据权利要求1所述的一种低成本高成型性低合金高强钢的制备方法，其特征是：包括以下步骤：加热炉对连铸坯加热—粗轧将连铸坯轧制成中间坯—飞剪对中间坯剪切头尾—精轧将中间坯轧制成成品带钢—层流冷却对带钢进行冷却—卷取机将带钢卷成带卷。
3.根据权利要求2所述的一种低成本高成型性低合金高强钢的制备方法，其特征是：所述的一种低成本高成型性低合金高强钢的制备方法采用控轧控冷工艺保证组织性能均匀性，改善产品加工成型性。
4.根据权利要求3所述的一种低成本高成型性低合金高强钢的制备方法，其特征是：所述控轧控冷工艺包括以下步骤：1.根据成品规格不同，优化终轧温度目标值，终轧温度控制在880-910℃；2.卷取温度及冷却强度控制，根据成品规格不同，优化卷取温度目标值，卷取温度控制在600-620℃；3.控制精轧压缩比，在粗轧中间坯厚度在普碳钢的基础上，中间坯厚度增加2～4mm，增加精轧道次压下率，促进晶粒细化，改善带钢组织性能均匀性。
5.根据权利要求1所述的一种低成本高成型性低合金高强钢的制备方法，其特征是：所述层流冷却采用稀疏冷却方式，根据产品规格的不同采用3/4、2/4稀疏冷却模式，侧喷全部投入。
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