CN109706387A - 一种屈服强度600MPa级工程机械用钢带及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种屈服强度600MPa级工程机械用钢带及其制备方法,所述钢带的化学成分按重量百分比为C：0.06～0.08％、Si：0.15～0.25％、Mn：1.55～1.65％、P：≤0.015％、S：≤0.005％、Nb：0.050～0.060％，Ti：0.075～0.085％，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明提供的钢带通过合理的化学成分设计，同时采用Nb、Ti微合金化，通过热连轧工艺生产出厚度为5～16mm、屈服强度600MPa级工程机械用的高强钢带，主要应用于自卸车箱体的侧板和挡板。既节约了合金和工序成本，又保证板形和表面质量，具有良好的冷成型性能以及焊接性能。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶金领域，尤其涉及一种屈服强度600MPa级工程机械用钢带及其制备方法。
背景技术
热连轧高强度工程机械用钢主要应用于各类起重机、重型汽车、自卸车的伸缩臂及侧板、挡板，使用高强度钢可以减轻构件的重量，减轻设备的自重量，减少设备的燃料消耗，提高设备的工作效率。要求钢带具有良好的冷成型性能以及焊接性能。
申请号为201610852154.2的专利公布了一种屈服强度600MPa级热轧钢板及其制造方法，通过Ti元素的析出强化，可以制备厚度1.2～8mm、屈服强度600MPa级热轧钢板。本发明加入Nb、Ti元素，虽然增加了一些合金成本，但是通过Nb元素的细晶强化作用，可以制备厚度为5～16mm的热轧钢带。
申请号为200910083634.7的专利公布了一种生产屈服强度600MPa级别高强钢的方法，通过Nb、Ti元素的强化作用，采用薄板坯连铸连轧工艺生产厚度为1.4～9.0mm、屈服强度600MPa级高强钢。本发明同样是利用Ti、Nb元素的析出强化和细晶强化作用，但是采用230mm厚的板坯重新加热、粗轧+7机架精轧方式生产，既可以保证强化元素的充分固溶，又可以提高工艺控制的稳定性。
申请号为201210247090.5的专利公布了一种屈服强度高于600MPa的矿井救生舱用热轧钢带及制备方法。添加Cr、Mo、Nb、Ti、Cu元素，保证强度和抗腐蚀性。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明的目的是提供一种屈服强度600MPa级工程机械用钢带及其制备方法,只添加Ti、Nb元素，既降低了制造成本，也保证了强度和焊接性能。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种屈服强度600MPa级工程机械用钢带，按重量百分比包括如下化学成分：
C：0.06～0.08％、Si：0.15～0.25％、Mn：1.55～1.65％、P：≤0.015％、S：≤0.005％、Nb：0.050～0.060％，Ti：0.075～0.085％，余量为Fe和不可避免的杂质。
进一步的，按重量百分比包括如下化学成分：
C：0.068％、Si：0.17％、Mn：1.57％、P：0.008％、S：0.003％、Nb：0.057％，Ti：0.083％，余量为Fe和不可避免的杂质。
进一步的，按重量百分比包括如下化学成分：
C：0.064％、Si：0.20％、Mn：1.61％、P：0.009％、S：0.002％、Nb：0.055％，Ti：0.078％，余量为Fe和不可避免的杂质。
进一步的，按重量百分比包括如下化学成分：
C：0.071％、Si：0.18％、Mn：1.60％、P：0.008％、S：0.003％、Nb：0.058％，Ti：0.081％，余量为Fe和不可避免的杂质。
一种屈服强度600MPa级工程机械用钢带的制备方法，包括如下步骤：
步骤a、冶炼和浇铸得到钢坯
将KR脱硫处理的铁水加入260吨转炉中，并加入废钢等，转炉将C、P元素降到一定范围，在LF精炼炉中加入铌铁、钛铁，经RH真空处理后所有元素含量均在要求范围内，然后经连铸机浇铸成230mm厚的钢坯；
步骤b、加热和轧制
加热过程中，加热温度为1220℃～1250℃，总在炉时间≥240min；
轧制分为第一阶段轧制和第二阶段轧制：
所述第一阶段轧制在奥氏体再结晶区轧制，轧制过程采用1+5模式，开轧温度为1222～1235℃，第1道次压下量大于10％，其余至少有1～2道次压下率控制在20～40％；
所述第二阶段轧制在奥氏体未再结晶区轧制，轧制过程为7机架连轧，开轧温度≤950℃，中间坯厚度为4～10倍成品厚度,终轧温度为840～880℃；
步骤c、冷却和卷取
轧制结束后，钢带进入层流冷却区域，冷却至530～550℃，之后经卷取机卷取成钢卷入库，最终得到成品钢带。
进一步的，所述成品钢带厚度为5～16mm。
进一步的，进入层流冷却区域后以15～30℃/s的冷却速度冷却至530～550℃。
进一步的，所述第一阶段轧制的开轧温度为1218℃。
进一步的，所述第一阶段轧制的开轧温度为1240℃。
进一步的，第1道次压下量15％，其余有2道次压下率控制在30％。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
该钢带通过合理的化学成分设计，同时采用Nb、Ti微合金化，通过热连轧工艺生产出满足屈服强度600MPa级工程机械用的高强钢带，既节约了合金和工序成本，又保证板形和表面质量，具有良好的冷成型性能以及焊接性能。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为本发明实施例1制备的钢带的金相组织图；
图2为本发明实施例1制备的钢带的弯曲照片。
具体实施方式
本发明公开了一种屈服强度600MPa级工程机械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。
本发明提供一种屈服强度600MPa级工程机械用钢带，所述钢带的化学成分按重量百分比为C：0.06～0.08％、Si：0.15～0.25％、Mn：1.55～1.65％、P：≤0.015％、S：≤0.005％、Nb：0.050～0.060％，Ti：0.075～0.085％，余量为Fe和不可避免的杂质。
相应的，本发明还提供一种上述钢带的制备方法，其包括如下步骤：
步骤a、冶炼和浇铸，得到230mm厚的钢坯；
步骤b、加热和轧制
加热过程中，加热温度为1220℃～1250℃，总在炉时间≥240min；
轧制分为第一阶段轧制和第二阶段轧制：
所述第一阶段轧制在奥氏体再结晶区轧制，轧制过程采用1+5模式，开轧温度为1222～1235℃，第1道次压下量大于10％，其余至少有1～2道次压下率控制在20～40％；
所述第二阶段轧制在奥氏体未再结晶区轧制，轧制过程为7机架连轧，开轧温度≤950℃，中间坯厚度为4～10倍成品厚度,终轧温度为840～880℃；
步骤c、冷却和卷取
冷却过程中，以15～30℃/s的冷却速度冷却至530～550℃。
优选的，上述步骤a具体可以包括：
将KR脱硫处理的铁水加入260吨转炉中，并加入废钢等，转炉将C、P元素降到一定范围，在LF精炼炉中加入铌铁、钛铁，经RH真空处理后所有元素含量均在要求范围内，然后经连铸机浇铸成230mm厚钢坯。
步骤b是加热和轧制的工序，此步骤中，可以用装钢机将钢坯装入高温加热炉中。控制加热温度为1220℃～1250℃，总在炉时间≥240min，确保钢坯温度均匀，待钢坯达到加热要求时，用出钢机将钢坯送上辊道，经辊道旋转，钢坯到达轧机。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1220～1235℃，第1道次压下量应大于10％，其次至少有1～2道次压下率控制在20～40％，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，α晶粒进一步细化。设定开轧温度≤950℃，中间坯厚度：4～10倍成品厚度，轧制过程为7机架连轧，终轧温度：840～880℃。
上述步骤c具体可以包括：
轧制结束后，钢带进入层流冷却区域，以15～30℃/s的冷却速度冷却至540～550℃，之后经卷取机卷取成钢卷入库，最终得到屈服强度600MPa级工程机械用钢带。该钢带具有细小均匀的贝氏体和铁素体组织。
本发明提供一种屈服强度600MPa级工程机械用钢带及其制备方法，该钢带通过合理的化学成分设计，同时采用Nb、Ti微合金化，通过热连轧工艺生产出满足屈服强度600MPa级工程机械用的高强钢带，既节约了合金和工序成本，又保证板形和表面质量，具有良好的冷成型性能以及焊接性能。
下面结合实施例，进一步阐述本发明：
实施例1
按表1所示的化学成分冶炼，并浇铸成230mm厚的钢坯，将钢坯加热至1240℃，总在炉时间保温256分钟，在粗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1225℃，第1道次压下量应大于10％，其次至少有1～2道次压下率控制在20～40％，中间坯厚度为42mm，在辊道上待温至945℃，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855℃，成品钢带厚度为14mm。轧制结束后，钢带进入层流冷却装置，以25℃/s的速度冷却至548℃，之后卷取机卷取成钢卷。最后即可得到所述钢带。
请参见图1，该图为本实施例制备的钢带的金相组织图。由该图可知，钢带具有细小均匀的贝氏体和铁素体组织。
图2为弯曲照片，180°d＝1.5a弯曲良好，无裂纹。
实施例2
实施方式同实施例1，其中加热温度为1238℃，总在炉时间保温262分钟，第一阶段轧制的开轧温度为1218℃，中间坯厚度为33mm，第二阶段轧制的开轧温度为942℃，终轧温度为849℃，成品钢带厚度为10mm。轧制结束后，钢带进入层流冷却装置，以23℃/s的速度冷却至541℃，之后卷取机卷取成钢卷。最后即可得到所述钢带。
实施例3
实施方式同实施例1，其中加热温度为1242℃，总在炉时间252分钟；第一阶段轧制的开轧温度为1228℃，中间坯厚度为30mm；第二阶段轧制的开轧温度为944℃，终轧温度为845℃，成品钢带厚度为6mm；轧制结束后，钢带进入层流冷却装置，以16℃/s的速度冷却至535℃，之后卷取机卷取成钢卷。最后即可得到所述钢带。
表1本发明实施例1～3的钢带化学成分(wt％)
| 实施例 | C | Si | Mn | P | S | Nb | Ti |
| 1 | 0.068 | 0.17 | 1.57 | 0.008 | 0.003 | 0.057 | 0.083 |
| 2 | 0.064 | 0.20 | 1.61 | 0.009 | 0.002 | 0.055 | 0.078 |
| 3 | 0.071 | 0.18 | 1.60 | 0.008 | 0.003 | 0.058 | 0.081 |
对本发明实施例1～3制备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制备的钢带的力学性能
由上述内容可知，本发明提供的钢带的屈服强度≥600MPa，抗拉强度650MPa～820MPa，断面延伸率≥13％，-20℃冲击功≥40J，180°d＝1.5a弯曲合格，具有良好的冷成型性能以及焊接性能。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种屈服强度600MPa级工程机械用钢带，其特征在于，按重量百分比包括如下化学成分：
C：0.06～0.08％、Si：0.15～0.25％、Mn：1.55～1.65％、P：≤0.015％、S：≤0.005％、Nb：0.050～0.060％，Ti：0.075～0.085％，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的屈服强度600MPa级工程机械用钢带，其特征在于，按重量百分比包括如下化学成分：
C：0.068％、Si：0.17％、Mn：1.57％、P：0.008％、S：0.003％、Nb：0.057％，Ti：0.083％，余量为Fe和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的屈服强度600MPa级工程机械用钢带，其特征在于，按重量百分比包括如下化学成分：
C：0.064％、Si：0.20％、Mn：1.61％、P：0.009％、S：0.002％、Nb：0.055％，Ti：0.078％，余量为Fe和不可避免的杂质。
4.根据权利要求1所述的屈服强度600MPa级工程机械用钢带，其特征在于，按重量百分比包括如下化学成分：
C：0.071％、Si：0.18％、Mn：1.60％、P：0.008％、S：0.003％、Nb：0.058％，Ti：0.081％，余量为Fe和不可避免的杂质。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的屈服强度600MPa级工程机械用钢带的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤a、冶炼和浇铸得到钢坯
将KR脱硫处理的铁水加入260吨转炉中，并加入废钢等，转炉将C、P元素降到一定范围，在LF精炼炉中加入铌铁、钛铁，经RH真空处理后所有元素含量均在要求范围内，然后经连铸机浇铸成230mm厚的钢坯；
步骤b、加热和轧制
加热过程中，加热温度为1220℃～1250℃，总在炉时间≥240min；
轧制分为第一阶段轧制和第二阶段轧制：
所述第一阶段轧制在奥氏体再结晶区轧制，轧制过程采用1+5模式，开轧温度为1222～1235℃，第1道次压下量大于10％，其余至少有1～2道次压下率控制在20～40％；
所述第二阶段轧制在奥氏体未再结晶区轧制，轧制过程为7机架连轧，开轧温度≤950℃，中间坯厚度为4～10倍成品厚度,终轧温度为840～880℃；
步骤c、冷却和卷取
轧制结束后，钢带进入层流冷却区域，冷却至530～550℃，之后经卷取机卷取成钢卷入库，最终得到成品钢带。
6.根据权利要求5所述的屈服强度600MPa级工程机械用钢带的制备方法，其特征在于，所述成品钢带厚度为5～16mm。
7.根据权利要求5所述的屈服强度600MPa级工程机械用钢带的制备方法，其特征在于,进入层流冷却区域后以15～30℃/s的冷却速度冷却至530～550℃。
8.根据权利要求5所述的屈服强度600MPa级工程机械用钢带的制备方法，其特征在于，所述第一阶段轧制的开轧温度为1218℃。
9.根据权利要求5所述的屈服强度600MPa级工程机械用钢带的制备方法，其特征在于，所述第一阶段轧制的开轧温度为1240℃。
10.根据权利要求5所述的屈服强度600MPa级工程机械用钢带的制备方法，其特征在于，第1道次压下量15％，其余有2道次压下率控制在30％。
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