CN109594012A - 一种700MPa级稀土耐腐蚀车用钢带及其制备方法 - Google Patents

一种700MPa级稀土耐腐蚀车用钢带及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种700MPa级稀土耐腐蚀车用钢带及其制备方法，其中所述钢带的成分按质量百分含量为：C：0.06‑0.08％、Si：0.10‑0.20％、Mn：1.4‑1.6％、P：≤0.015％、S：≤0.010％，Nb：0.02‑0.03％，V：0.04‑0.06％，Ti：0.01‑0.02％，Cu：0.15‑0.25％，Cr：0.15‑0.25％，Als：0.024‑0.034％，稀土Ce：0.0005‑0.0030％，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明得到的高强度、易加工、易焊接且具有良好耐腐蚀性能的热轧钢带，可用于制造垃圾收集车、运输车等专用车辆。

Description

一种700MPa级稀土耐腐蚀车用钢带及其制备方法
技术领域
本发明属于钢铁冶金领域，具体涉及一种700MPa级稀土耐腐蚀车用钢带及其制备方法。
背景技术
专用车辆如重型卡车、自卸车、垃圾收集车、混凝土搅拌车要求钢板具有较高强度确保可以经受长时间的磨损，同时具有良好的耐腐蚀性能、冷成型性和焊接性能。目前车辆厂主要应用的还是一般强度级别，且耐腐蚀性能一般的钢材，车辆自重大且寿命较短。因此，高强度耐腐蚀性能钢材成为专用车材料的发展方向。
专利CN104141093A公开了一种屈服强度700MPa汽车厢体用钢带及其生产方法，成分为C：0.06-0.12％，Si：0.2-0.4％，Mn：0.5-1.6％，Ti：0.06-0.14％，采用控轧控冷工艺生产出屈服强度700MPa级高强度汽车厢体钢。不足之处一是钢带化学成分中合金含量少，对轧制和冷却工艺要求严格，钢带性能波动较大；二是未提及钢带的耐腐蚀性能。
专利CN103695771A公开了一种抗拉强度610MPa级热轧高强薄钢板及其生产方法，成分为C：0.06-0.09％，Si：0.1-0.3％，Mn：1.0-1.7％，P≤0.020％，S：≤0.012％，Nb：0.01-0.04％，Ti：0.015-0.035％，经连铸连轧和层流冷却生产出610MPa级热轧高强钢。不足之处一是该发明适用于连铸连轧生产线，未提及常规流程热轧生产线；二是未提及钢带的耐腐蚀性能。
专利CN104561791A公开了一种800MPa级别汽车厢体钢及其生产方法，成分为C：0.08-0.12％，Si：0.2-0.4％，，Mn：1.0-1.7％，P≤0.025％，S：≤0.010％，V：0.04-0.06％，Ti：0.09-0.12％，经加热、粗轧、精轧、冷却和卷取等工序生产出800MPa级别汽车厢体钢。不足之处是未提及钢带的耐腐蚀性能。
背景技术部分的内容仅仅是发明人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。
发明内容
针对现有技术存在问题中的一个或多个，在本发明的一个目的是提供一种易加工成型、易焊接、高强度、同时具有良好耐腐蚀性能的热轧钢带。
本发明的另一目的是提供制备上述钢带的方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
在本发明的一个方面，本发明提供一种700MPa级稀土耐腐蚀车用钢带，所述钢带的成分按质量百分含量为：
C：0.06-0.08％、Si：0.10-0.20％、Mn：1.4-1.6％、P：≤0.015％、S：≤0.010％，Nb：0.02-0.03％，V：0.04-0.06％，Ti：0.01-0.02％，Cu：0.15-0.25％，Cr：0.15-0.25％，Als：0.024-0.034％，稀土Ce：0.0005-0.0030％，余量为Fe和不可避免的杂质。
优选地，上述钢带的成分按质量百分含量为：
C：0.06-0.08％、Si：0.12-0.15％、Mn：1.51-1.54％、P：≤0.012％、S：≤0.003％，Nb：0.022-0.024％，V：0.052-0.056％，Ti：0.01-0.015％，Cu：0.19-0.23％，Cr：0.18-0.22％，Als：0.024-0.028％，稀土Ce：0.0012-0.0023％，余量为Fe和不可避免的杂质。
优选地，上述钢带的屈服强度≥620MPa，抗拉强度≥700MPa，延伸率≥17％，焊接裂纹敏感性指数Pcm≤0.19，耐腐蚀性能指数I≥4.42。
在本发明的另一方面，本发明提供了上述的700MPa级稀土耐腐蚀车用钢带的制备方法，所述方法包括：冶炼和浇铸、加热和轧制及冷却；其中所述冶炼和浇铸是根据上述的质量配比的成分加入真空炉冶炼，待熔化后浇铸得到钢坯。
优选地，上述加热和轧制中，所述加热采用电炉进行加热，加热温度为1200±10℃，时间为180-240min；所述轧制包括粗轧和精轧，其中所述粗轧开轧温度为1150-1180℃，第1-2道次压下率大于10％，随后有1-2道次压下率大于25％；所述精轧开轧温度≤980℃，总压下率≥60％，终轧温度为840～860℃。
优选地，上述冷却采用层流冷却，冷却速度为15～20℃/s，终冷温度为550～600℃。
基于以上技术方案，本发明采用低碳成分设计，降低了碳当量和焊接裂纹敏感指数，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Nb、V、Ti实现细晶强化和析出强化，添加耐腐蚀性合金Cu、Cr提高耐腐蚀性能，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。
本发明的有益效果为：
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易加工成型、易焊接、高强度、同时具有良好耐腐蚀性能的热轧钢带。可用于制造垃圾收集车、运输车等专用车辆。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明一个实施例的钢带500倍金相组织图；
图2为本发明一个实施例的钢带的冷弯照片。
具体实施方式
在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同方法。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的材料和步骤进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
本发明的目的是提供一种易加工成型、易焊接、高强度、同时具有良好耐腐蚀性能的热轧钢带。
在本发明的第一实施方式中，本发明提供一种700MPa级稀土耐腐蚀车用钢带，所述钢带的成分按质量百分含量为：
C：0.06-0.08％、Si：0.10-0.20％、Mn：1.4-1.6％、P：≤0.015％、S：≤0.010％，Nb：0.02-0.03％，V：0.04-0.06％，Ti：0.01-0.02％，Cu：0.15-0.25％，Cr：0.15-0.25％，Als：0.024-0.034％，稀土Ce：0.0005-0.0030％，余量为Fe和不可避免的杂质。
根据本发明的一个优选实施例，上述钢带的成分按质量百分含量为：
C：0.06-0.08％、Si：0.12-0.15％、Mn：1.51-1.54％、P：≤0.012％、S：≤0.003％，Nb：0.022-0.024％，V：0.052-0.056％，Ti：0.01-0.015％，Cu：0.19-0.23％，Cr：0.18-0.22％，Als：0.024-0.028％，稀土Ce：0.0012-0.0023％，余量为Fe和不可避免的杂质。
根据本发明的一个优选实施例，上述钢带的屈服强度≥620MPa，抗拉强度≥700MPa，延伸率≥17％，焊接裂纹敏感性指数Pcm≤0.19，耐腐蚀性能指数I≥4.42。
本发明采用低碳成分设计，降低了碳当量和焊接裂纹敏感指数，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Nb、V、Ti实现细晶强化和析出强化，添加耐腐蚀性合金Cu、Cr提高耐腐蚀性能，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。
在本发明的第二实施方式中，本发明提供了上述的700MPa级稀土耐腐蚀车用钢带的制备方法，所述方法包括：冶炼和浇铸、加热和轧制及冷却；其中所述冶炼和浇铸是根据上述的质量配比的合金加入真空炉冶炼，待熔化后浇铸得到钢坯。所述冶炼和浇铸步骤具体为：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的矩形钢坯。
根据本发明的一个优选实施例，上述加热和轧制中，所述加热采用电炉进行加热，加热温度为1200±10℃，时间为180-240min；所述轧制包括粗轧和精轧，其中所述粗轧开轧温度为1150-1180℃，第1-2道次压下率大于10％，随后有1-2道次压下率大于25％；所述精轧开轧温度≤980℃，总压下率≥60％，终轧温度为840～860℃。所述加热和轧制步骤具体为：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180～240min，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实验轧机。采用两阶段控制轧制工艺，即粗轧和精轧，粗轧开轧温度为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；精轧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840～860℃。
根据本发明的一个优选实施例，控制轧制结束后，上述冷却采用层流冷却，冷却速度为15～20℃/s，终冷温度为550～600℃。
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
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210分钟，粗轧开轧温度为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，精轧开轧温度974℃，开轧厚度为43mm，终轧温度为860℃，成品钢带厚度为4mm。轧制结束后，钢带进入层流冷却装置，以17℃/s的速度冷却至575℃，最后即可得到所述钢带。
实施例2：
同实施例1所述方法，其中加热温度为1200℃，总在炉时间212分钟，粗轧开轧温度为1168℃，精轧开轧温度为975℃，中间坯厚度为45mm，终轧温度为855℃，成品钢带厚度为5mm。轧制结束后，钢带进入层流冷却装置，以18℃/s的速度冷却至565℃，最后即可得到所述钢带。如图1所示，是该实施例获得的钢带的500倍金相组织图，可以明显看到钢带的金相组织以贝氏体为主，晶粒呈现良好的细化；图2示出了该实施例获得钢带的冷弯照片，表明本发明方法获得钢带具有优良的冷弯成型性能。
实施例3：
同实施例1所述方法，其中加热温度为1200℃，总在炉时间205分钟；粗轧开轧温度为1178℃，精轧开轧温度为973℃，中间坯厚度为48mm，终轧温度为856℃，成品钢带厚度为3mm；轧制结束后，钢带进入层流冷却装置，以18℃/s的速度冷却至560℃，最后即可得到所述钢带。
表1：本发明实施例1-3的化学成分及质量百分含量(％)
实施例 C Si Mn P S Nb V Ti Cu Cr Als Ce
1 0.07 0.12 1.52 0.010 0.002 0.022 0.052 0.010 0.23 0.22 0.024 0.0018
2 0.08 0.15 1.54 0.012 0.003 0.023 0.056 0.011 0.19 0.21 0.026 0.0012
3 0.06 0.14 1.51 0.011 0.003 0.024 0.054 0.015 0.20 0.18 0.028 0.0023
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
由上表2可以明显看出，本发明实施例所涉及的钢带均满足屈服强度≥620MPa，抗拉强度≥700MPa，延伸率≥17％，同时具有优良的冷弯成型性能。
表3为本发明实施例钢焊接裂纹敏感性指数Pcm和耐腐蚀性能指数I，其中焊接裂纹敏感性指数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；I值越大，表明耐腐蚀性能越好。
表3本发明实施例钢焊接裂纹敏感性指数Pcm和耐腐蚀性能指数I
由上表3可知，本发明实施例1-3获得钢带的焊接裂纹敏感性指数Pcm≤0.19％，耐腐蚀性能指数I≥4.42，表明本发明获得的钢带具有良好的耐腐蚀性能和焊接性能。同时结合上表2的结果可知，本发明热轧钢带具有优良的拉伸性能和冷弯性能，同时具有良好的耐腐蚀性能和焊接性能。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种700MPa级稀土耐腐蚀车用钢带，其特征在于，所述钢带的成分按质量百分含量为：
C：0.06-0.08％、Si：0.10-0.20％、Mn：1.4-1.6％、P：≤0.015％、S：≤0.010％，Nb：0.02-0.03％，V：0.04-0.06％，Ti：0.01-0.02％，Cu：0.15-0.25％，Cr：0.15-0.25％，Als：0.024-0.034％，稀土Ce：0.0005-0.0030％，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.权利要求1所述的700MPa级稀土耐腐蚀车用钢带，其特征在于，所述钢带的成分按质量百分含量为：
C：0.06-0.08％、Si：0.12-0.15％、Mn：1.51-1.54％、P：≤0.012％、S：≤0.003％，Nb：0.022-0.024％，V：0.052-0.056％，Ti：0.01-0.015％，Cu：0.19-0.23％，Cr：0.18-0.22％，Als：0.024-0.028％，稀土Ce：0.0012-0.0023％，余量为Fe和不可避免的杂质。
3.权利要求1或2所述的700MPa级稀土耐腐蚀车用钢带，其特征在于，所述钢带的屈服强度≥620MPa，抗拉强度≥700MPa，延伸率≥17％，焊接裂纹敏感性指数Pcm≤0.19，耐腐蚀性能指数I≥4.42。
4.权利要求1-3中任一项所述的700MPa级稀土耐腐蚀车用钢带的制备方法，其特征在于，所述方法包括：冶炼和浇铸、加热和轧制及冷却；其中所述冶炼和浇铸是根据权利要求1-3中所述的质量配比的成分进行冶炼，待熔化后浇铸得到钢坯。
5.权利要求4所述的方法，其特征在于，所述加热和轧制中，所述加热采用电炉进行加热，加热温度为1200±10℃，时间为180-240min；所述轧制包括粗轧和精轧，其中所述粗轧开轧温度为1150-1180℃，第1-2道次压下率大于10％，随后有1-2道次压下率大于25％；所述精轧开轧温度≤980℃，总压下率≥60％，终轧温度为840～860℃。
6.权利要求4所述的方法，其特征在于，所述冷却采用层流冷却，冷却速度为15～20℃/s，终冷温度为550～600℃。
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