CN107557666A - 一种q355nh稀土耐候结构用钢带及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种Q355NH稀土耐候结构用钢带及其制备方法。该制备方法包括：冶炼，并浇铸成矩形钢锭；将钢锭进行加热和轧制：加热温度为1200±10℃，总在炉时间≥240min；轧制分为第一阶段和第二阶段轧制：第一阶段在奥氏体再结晶区轧制，开轧温度为1150～1180℃，第1～2道次压下量应大于10％，其余至少有1～2道次压下率控制在25％以上；第二阶段在奥氏体未再结晶区轧制，开轧温度≤980℃，总压下率≥60％，终轧温度为860±10℃；冷却。该钢带具有低屈强比、良好耐腐蚀性能、低温韧性、冷成型性能和焊接性能优异，以及可以免涂装使用的优点，可用于制造车辆、建筑、塔架或其它结构用件等。

Description

一种Q355NH稀土耐候结构用钢带及其制备方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，特别涉及一种Q355NH稀土耐候结构用钢带及其制备方法。

背景技术

耐候钢主要用于制造车辆、集装箱、建筑、塔架或其它结构用件等领域。和普通钢材相比，具有良好的耐候及抗腐蚀性能，大大延长了构件的使用寿命，同时具有绿色、环保、节能、降耗等优点。逐步受到行业的重视，市场前景广阔。

文献“Q355NHD宽厚板的开发”介绍了八钢经转炉冶炼-LF精炼-连铸—铸坯加热—控轧控冷工艺开发了Q355NHD宽厚板，力学性能满足标准要求。不足之处是未提及钢带的耐候性能，仅适用于生产宽厚板产品。

文献“铌钛微合金化耐候钢Q355NH的开发”介绍了安钢经转炉-LF精炼—连铸－加热—3500mm轧机－ACC层流冷却工艺开发了Q355NH宽厚板。不足之处是成分中碳锰含量相对较高，且添加了铌钛合金元素，增加了生产成本，而且仅适用于宽厚板产品。

文献“莱钢SPA-H集装箱用热轧宽带钢生产实践”介绍了莱钢经转炉—LF精炼—连铸－加热—粗轧—精轧—层冷—卷取工艺开发了SPA-H钢带。SPA-H属于高耐候钢，化学成分中磷含量很高，主要用于制造集装箱。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种Q355NH稀土耐候结构用钢带及其制备方法。

本发明提供一种Q355NH稀土耐候结构用钢带，所述钢带的化学成分按重量百分比计包括C：0.07～0.09％、Si：0.20～0.30％、Mn：0.6～0.8％、P：≤0.020％、S：≤0.008％，Cu：0.26～0.35％，Ni：0.15-0.25％，Cr：0.41-0.50％，Als：0.024-0.034％，稀土Ce：0.0005-0.0050％，余量为Fe和不可避免的杂质。

本发明还提供一种上述耐候结构钢带的制备方法，其包括如下步骤：

步骤1)、按照权利要求1所述的化学成分冶炼，并浇铸成矩形钢锭

步骤2)、将钢锭进行加热和轧制，其中：

在加热过程中，加热温度为1200±10℃，总在炉时间≥240min；

轧制分为第一阶段和第二阶段轧制：

第一阶段在奥氏体再结晶区轧制，轧制过程中，开轧温度为1150～1180℃，第1～2道次压下量应大于10％，其余至少有1～2道次压下率控制在25％以上；

第二阶段在奥氏体未再结晶区轧制，开轧温度≤980℃，总压下率≥60％，终轧温度为860±10℃；

步骤3)、冷却：

控制轧制结束后，钢带进入层流冷却区域，冷却速度控制在10～15℃/s，之后放入模拟卷取炉，温度控制在600±10℃。

本发明提供的Q355NH稀土耐候结构用钢带通过合理的化学成分设计，并采取上述控制轧制控制冷却工艺获得了以细小铁素体和珠光体为主的金相组织，从而获得了一种具有低屈强比、良好耐腐蚀性能、低温韧性、冷成型性能以及焊接性能的可以免涂装使用的稀土Q355NH热轧钢带。该钢带可用于制造车辆、建筑、塔架或其它结构用件等。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明实施例2制备的钢带500倍金相组织图。

具体实施方式

本发明公开了一种Q355NH稀土耐候结构用钢带及其制备方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

本发明提供一种Q355NH稀土耐候结构用钢带，其化学成分按重量百分比计包括C：0.07～0.09％、Si：0.20～0.30％、Mn：0.6～0.8％、P：≤0.020％、S：≤0.008％，Cu：0.26～0.35％，Ni：0.15-0.25％，Cr：0.41-0.50％，Als：0.024-0.034％，稀土Ce：0.0005-0.0050％，余量为Fe和不可避免的杂质。

本发明提供的钢带中，采用低碳成分设计，降低了碳当量和焊接裂纹敏感数，保证了钢的焊接性能，控制P、S等有害元素含量，提高了低温韧性；添加耐腐蚀性合金Cu、Cr、Ni并控制一定比例，达到耐候特性，还可提高钢的强度；添加微量稀土Ce，以铈铁合金的方式加入，通过稀土的净化作用不仅提高钢的低温冲击韧性，还可以显著改善钢的耐腐蚀性能。

本发明还提供一种上述耐候结构钢带的制备方法，其包括如下步骤：

步骤1)、按照上述化学成分冶炼，并浇铸成矩形钢锭

步骤2)、将钢锭进行加热和轧制，其中：

在加热过程中，加热温度为1200±10℃，总在炉时间≥240min；

轧制分为第一阶段和第二阶段轧制：

第一阶段在奥氏体再结晶区轧制，轧制过程中，开轧温度为1150～1180℃，第1～2道次压下量应大于10％，其余至少有1～2道次压下率控制在25％以上；

第二阶段在奥氏体未再结晶区轧制，开轧温度≤980℃，总压下率≥60％，终轧温度为860±10℃；

步骤3)、冷却：

控制轧制结束后，钢带进入层流冷却区域，冷却速度控制在10～15℃/s，之后放入模拟卷取炉，温度控制在600±10℃。

上述步骤1)是冶炼和浇铸的工序，其具体可以如下：

将准备好的低磷(≤0.015％)、低硫(≤0.007％)、低氧(≤0.0040％)、低氮(≤0.0060％)优质废钢和计算配好的其他合金加入实验室100kg真空冶炼炉，抽真空后启动进行熔化冶炼，待熔化后浇铸到矩形钢模中，浇铸成尺寸为220×250×300mm的矩形钢锭。

上述步骤2)和步骤3)是将钢锭制造成钢带的工序。其中，加热和轧制的工序具体可以如下：

加热和轧制：

用机械手将钢坯装入高温电阻炉中。加热温度1200±10℃，总在炉时间≥240min,确保钢坯温度均匀，待钢坯达到加热要求时，用机械手将钢坯送往φ750×550mm实验轧机。采用两阶段控制轧制工艺，即奥氏体再结晶区轧制和奥氏体未再结晶区轧制。在奥氏体再结晶区轧制时，开轧温度为1150～1180℃，第1～2道次压下率应大于10％，其次至少有1～2道次压下率控制在25％以上，用以充分细化原始奥氏体晶粒；在奥氏体未再结晶区轧制时，此阶段的轧制使奥氏体伸长，晶界面积增加，同时变形导致晶粒内部导入大量的变形带，在其后γ→α相变时形核密度和形核点增多，晶粒进一步细化。开轧温度≤980℃，总压下率≥60％，终轧温度为860±10℃。

相对于现有技术，本发明提供的Q355NH稀土耐候结构用钢带通过合理的化学成分设计，并采取上述生产方法可以得到具有低屈强比、良好耐腐蚀性能、低温韧性、冷成型性能以及焊接性能、可以免涂装使用的稀土Q355NH热轧钢带。该钢带可用于制造车辆、建筑、塔架或其它结构用件等。

下面结合实施例，进一步阐述本发明。

以下用实施例对本发明作更详细的描述。这些实施例仅仅是对本发明最佳实施方式的描述，并不对本发明的范围有任何限制。

实施例1

按表1所示的化学成分冶炼，并浇铸成钢锭，将钢锭加热至1200℃，总在炉时间252分钟，在实验轧机上进行第一阶段轧制，即奥氏体再结晶区轧制，开轧温度为1176℃，第1～2道次压下量应大于10％，其次至少有1～2道次压下率控制在25％以上，当轧件厚度为43mm时，在辊道上待温至970℃，随后进行第二阶段轧制，即奥氏体未再结晶区轧制。终轧温度为860℃，成品钢带厚度为6mm。轧制结束后，钢带进入层流冷却装置，以10℃/s的速度冷却后放入炉温为595℃的模拟卷取炉，最后即可得到所述钢带。

实施例2

实施方式同实施例1，其中加热温度为1200℃，总在炉时间保温256分钟，第一阶段轧制的开轧温度为1168℃，中间坯厚度为45mm，第二阶段轧制的开轧温度为975℃，终轧温度为855℃，成品钢带厚度为8mm。轧制结束后，钢带进入层流冷却装置，以12℃/s的速度冷却后放入炉温为602℃的模拟卷取炉，最后即可得到所述钢带。该钢带500倍金相组织图如图1所示。

实施例3

实施方式同实施例1，其中加热温度为1200℃，总在炉时间260分钟；第一阶段轧制的开轧温度为1178℃，中间坯厚度为48mm；第二阶段轧制的开轧温度为963℃，终轧温度为856℃，成品钢带厚度为10mm；轧制结束后，钢带进入层流冷却装置，以13℃/s的速度冷却后放入炉温为610℃的模拟卷取炉，最后即可得到所述钢带。

表1本发明实施例1～3的化学成分(wt％)

实施例	C	Si	Mn	P	S	Cu	Ni	Cr	Als	Ce
											1	0.08	0.23	0.63	0.014	0.004	0.31	0.21	0.48	0.025	0.0008
2	0.08	0.21	0.61	0.014	0.004	0.33	0.22	0.47	0.024	0.0042
											3	0.09	0.25	0.73	0.011	0.002	0.34	0.18	0.43	0.028	0.0024

对本发明实施例1～3的钢带进行力学性能检验，检验结果见表2。

表2本发明实施例1～3的钢带的力学性能

由表2可知，本发明实施例所涉及的Q355NH结构钢均满足屈服强度≥355MPa，抗拉强度≥490MPa，延伸率≥22％，且屈强比较低，低温冲击韧性优良。

表3为本发明实施例钢焊接裂纹敏感性系数Pcm和耐腐蚀性能指数I。

表3本发明实施例钢焊接裂纹敏感性系数Pcm和耐腐蚀性能指数I

焊接裂纹敏感系数Pcm值越小，表明钢的焊接性能越好，焊接时不易产生焊接冷裂纹；耐腐蚀性能指数I≥6.0时，表明耐腐蚀性能良好，具备免涂装使用条件，I值越大，表明耐腐蚀性能越好。由表3可知，本发明提供的Q355NH稀土耐候结构用钢带具备免涂装使用条件，耐腐蚀性能优异。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种Q355NH稀土耐候结构用钢带，其特征在于，所述钢带的化学成分按重量百分比计包括C：0.07～0.09％、Si：0.20～0.30％、Mn：0.6～0.8％、P：≤0.020％、S：≤0.008％，Cu：0.26～0.35％，Ni：0.15-0.25％，Cr：0.41-0.50％，Als：0.024-0.034％，稀土Ce：0.0005-0.0050％，余量为Fe和不可避免的杂质。

2.一种如权利要求1所述的耐候结构钢带的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1)、按照权利要求1所述的化学成分冶炼，并浇铸成矩形钢锭

步骤2)、将钢锭进行加热和轧制，其中：

在加热过程中，加热温度为1200±10℃，总在炉时间≥240min；

轧制分为第一阶段和第二阶段轧制：

第一阶段在奥氏体再结晶区轧制，轧制过程中，开轧温度为1150～1180℃，第1～2道次压下量应大于10％，其余至少有1～2道次压下率控制在25％以上；

第二阶段在奥氏体未再结晶区轧制，开轧温度≤980℃，总压下率≥60％，终轧温度为860±10℃；

步骤3)、冷却：

控制轧制结束后，钢带进入层流冷却区域，冷却速度控制在10～15℃/s，之后放入模拟卷取炉，温度控制在600±10℃。