CN109957726A - 一种低成本高强度冷轧退火板及制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低成本高强度冷轧退火板及制造方法，钢板的化学成分按照质量百分比包括：C0.02‑0.06％、Mn0.1‑0.3％、Si≤0.03％、P≤0.02％、S≤0.012％和Als0.02‑0.06％，余量为Fe及不可避免的杂质元素。钢板的制造方法包括热轧、酸洗、单机架冷轧、连续退火、平整和拉矫。本发明采用低碳、低硅设计，除了添加0.1‑0.3％Mn外，没有添加其他昂贵的合金强化元素如Nb、Ti、V等，降低了炼钢成本。通过较小的冷轧压下率和低温去应力退火，将部分冷变形产生的位错保存在带钢中，从而实现位错强化，大幅增加钢材强度；而低温退火能够显著消除带钢在冷轧过程产生的内应力，在略微降低强度的同时大幅提高其延伸率，从而优化材料的使用性能，且能够显著降低高强度冷轧退火板的生产成本。

Description

一种低成本高强度冷轧退火板及制造方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种低成本高强度冷轧退火板及制造方法。
背景技术
高强度、低成本是钢材的发展趋势。屈服强度450～600MPa高强带钢广泛应用于建筑、汽车等行业，市场需求广阔。目前，生产同等强度的带钢多是靠增加钢中C、Mn、Si、Nb、Ti等合金元素的含量，同时采用较大的冷轧压下率，通过固溶强化、析出强化、细晶强化等方式来提高钢材强度。合金元素的增加一方面会使企业的生产成本大幅升高，另一方面也不符合当今社会提倡的绿色、环保理念。冷轧压下率的增加会导致带钢的变形抗力急剧增加，加快轧辊的磨损，减少其使用寿命并引起频繁的停机检修，从而增加冷轧成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种低成本高强度冷轧退火板及制造方法，在大幅度降低合金加入量的同时，降低了冷轧道次和冷轧变形抗力，使冷轧带钢屈服强度≥480MPa，抗拉强度≥530MPa，延伸率≥12％。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种低成本高强度冷轧退火板，钢板的化学成分按照质量百分比包括：C0.02-0.06％、Mn0.1-0.3％、Si≤0.03％、P≤0.02％、S≤0.012％和Als0.02-0.06％，余量为Fe及不可避免的杂质元素。
上述低成本高强度冷轧退火板的制造方法，包括热轧、酸洗、单机架冷轧、连续退火、平整和拉矫：
(1)热轧：将连铸坯进行热轧获得热轧钢卷；连铸坯的化学成分按照质量百分比包括：C0.02-0.06％、Mn0.1-0.3％、Si≤0.03％、P≤0.02％、S≤0.012％和Als0.02-0.06％，余量为Fe及不可避免的杂质元素；
(2)酸洗和冷轧：热轧钢卷经过酸洗去除表面氧化铁皮后，在单机架冷轧机组上进行轧制，轧制道次为1-3，总轧下率为25-50％，获得冷轧钢卷；
(3)连续退火：冷轧钢卷开卷、清洗后，在连续退火炉中进行低温去应力退火，退火均热段温度为550-630℃，退火时间为120-180s；
(4)平整和拉矫：退火后钢卷进行平整压下并拉矫，平整压下率0.2％-0.5％，平整拉矫后卷取获得冷轧退火成品钢卷。
进一步，所述的低成本高强度冷轧退火板的制造方法中连铸坯在冶炼过程中不添加合金强化元素Nb、Ti、V。
进一步，所述的低成本高强度冷轧退火板的制造方法中连铸坯加热到1130-1220℃，终轧温度为850-920℃，采用层流冷却，卷取温度为620-660℃。
进一步，所述的低成本高强度冷轧退火板的制造方法制得的钢板的屈服强度≥480MPa，抗拉强度≥530MPa，延伸率≥12％。
与现有技术相比，本发明所产生的有益效果在于：
(1)本发明采用低碳、低硅设计，较低的碳含量可以保证优良的焊接性能；低硅含量的设计能够避免热轧过程中生成红锈(Fe2SiO4)，从而更易获得优质表面。
(2)本发明除了添加0.1-0.3％Mn外，没有添加其他昂贵的合金强化元素如Nb、Ti、V等，降低了炼钢成本。
(3)本发明中带钢冷轧工序的压下率为25-50％，采用单机架轧机经过1-3道次的冷轧即可实现。较低的冷轧压下率可以大大减小带钢冷轧时的变形抗力，降低轧辊的损耗，延长其使用寿命；减少轧制道次能够提高生产效率，从而降低成本。
(4)本发明采用的退火方式为低温去应力退火，退火温度为550-630℃。采用较低的退火温度一方面能够很好地保留钢材在冷轧过程中形成的位错，从而大幅度提高钢材强度；另一方面是为了消除冷轧带钢的内应力，在不明显降低材料强度的同时显著提高其延伸率，优化钢材的使用性能；此外，较低的退火温度能够减少能量消耗，进一步降低生产成本。
(5)为了控制板形，提高带钢表面质量，对退火后带钢进行小压下量平整，平整压下率0.2％-0.5％。
(6)通过上述成分和制造方法获得的高强度钢板，其组织为铁素体和少量珠光体，晶粒大小均匀，屈服强度≥480MPa，抗拉强度≥530MPa，延伸率≥12％，性能稳定，表面质量优良，生产成本明显低于同类型产品。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明，但本发明的内容不限于以下实施例。
实施例1
经LF精炼并浇铸获得的连铸坯成分如下(质量百分比)：C，0.02％；Si，0.01％；Mn，0.11％；P，0.012％；S，0.0055％；Als，0.0313％；余量为Fe及不可避免杂质。连铸坯在冶炼过程中不添加合金强化元素Nb、Ti、V。连铸坯在步进式加热炉中加热到1132℃，终轧温度850℃，采取层流冷却，卷取温度为621℃，获得2.0mm厚的热轧钢卷，热轧卷开卷后经过酸洗、单机架轧制一道次，获得1.5mm厚轧硬钢卷，冷轧压下率为25％，获得冷轧钢卷。冷轧钢卷经开卷、清洗后进入连续退火炉，退火均热段温度552℃，退火均热保温时间180s。退火后钢卷进行平整压下并拉矫，平整压下率0.39％，平整拉矫后卷取获得冷轧退火成品钢卷。
按照上述成分和工艺制造的高强钢，产品力学性能为：屈服强度487.2MPa，抗拉强度537.5MPa，延伸率18.9％。
实施例2
经LF精炼并浇铸获得的连铸坯成分如下(质量百分比)：C，0.04％；Si，0.01％；Mn，0.19％；P，0.015％；S，0.0085％；Als，0.0331％；余量为Fe及不可避免杂质。连铸坯在冶炼过程中不添加合金强化元素Nb、Ti、V。连铸坯在步进式加热炉中加热到1161℃，终轧温度872℃，采取层流冷却，卷取温度为640℃，获得2.0mm厚的热轧钢卷，热轧卷开卷后经过酸洗、单机架轧制一道次，获得1.5mm厚轧硬钢卷，冷轧压下率为25％，获得冷轧钢卷。冷轧钢卷经开卷、清洗后进入连续退火炉，退火均热段温度599℃，退火均热保温时间150s。退火后钢卷进行平整压下并拉矫，平整压下率0.45％，平整拉矫后卷取获得冷轧退火成品钢卷。
按照上述成分和工艺制造的高强钢，产品力学性能为：屈服强度517.2MPa，抗拉强度556.8MPa，延伸率17.2％。
实施例3
经LF精炼并浇铸获得的连铸坯成分如下(质量百分比)：C，0.06％；Si，0.01％；Mn，0.28％；P，0.014％；S，0.0043％；Als，0.0309％；余量为Fe及不可避免杂质。连铸坯在冶炼过程中不添加合金强化元素Nb、Ti、V。连铸坯在步进式加热炉中加热到1190℃，终轧温度899℃，采取层流冷却，卷取温度为660℃，获得2.0mm厚的热轧钢卷，热轧卷开卷后经过酸洗、单机架轧制两道次，获得1.2mm厚轧硬钢卷，冷轧压下率为40％，获得冷轧钢卷。冷轧钢卷轧硬钢卷经开卷、清洗后进入连续退火炉，退火均热段温度600℃，均热保温时间150s。退火后钢卷进行平整压下并拉矫，平整压下率0.41％，平整拉矫后卷取获得冷轧退火成品钢卷。
按照上述成分和工艺制造的高强钢，产品力学性能为：屈服强度581.4MPa，抗拉强度622.2MPa，延伸率14.8％。
实施例4
经LF精炼并浇铸获得的连铸坯成分如下(质量百分比)：C，0.04％；Si，0.01％；Mn，0.16％；P，0.012％；S，0.006％；Als，0.0232％；余量为Fe及不可避免杂质。连铸坯在冶炼过程中不添加合金强化元素Nb、Ti、V。连铸坯在步进式加热炉中加热到1220℃，终轧温度918℃，采取层流冷却，卷取温度为660℃，获得2.0mm厚的热轧钢卷，热轧卷开卷后经过酸洗、单机架轧制两道次，获得1.2mm厚轧硬钢卷，冷轧压下率为40％，获得冷轧钢卷。冷轧钢卷轧硬钢卷经开卷、清洗后进入连续退火炉，退火均热段温度630℃，均热保温时间150s。退火后钢卷进行平整压下并拉矫，平整压下率0.38％，平整拉矫后卷取获得冷轧退火成品钢卷。
按照上述成分和工艺制造的高强钢，产品力学性能为：屈服强度524.8MPa，抗拉强度570.2MPa，延伸率17.0％。
实施例5
经LF精炼并浇铸获得的连铸坯成分如下(质量百分比)：C，0.04％；Si，0.01％；Mn，0.15％；P，0.012％；S，0.006％；Als，0.0232％；余量为Fe及不可避免杂质。连铸坯在冶炼过程中不添加合金强化元素Nb、Ti、V。连铸坯在步进式加热炉中加热到1180℃，终轧温度878℃，采取层流冷却，卷取温度为640℃，获得2.0mm厚的热轧钢卷，热轧卷开卷后经过酸洗、单机架轧制三道次，获得1.0mm厚轧硬钢卷，冷轧压下率为50％，获得冷轧钢卷。冷轧钢卷轧硬钢卷经开卷、清洗后进入连续退火炉，退火均热段温度600℃，均热保温时间120s。退火后钢卷进行平整压下并拉矫，平整压下率0.38％，平整拉矫后卷取获得冷轧退火成品钢卷。
按照上述成分和工艺制造的高强钢，产品力学性能为：屈服强度544.8MPa，抗拉强度590.2MPa，延伸率16.1％
实施例6
经LF精炼并浇铸获得的连铸坯成分如下(质量百分比)：C，0.06％；Si，0.01％；Mn，0.21％；P，0.012％；S，0.006％；Als，0.0232％；余量为Fe及不可避免杂质。连铸坯在冶炼过程中不添加合金强化元素Nb、Ti、V。连铸坯在步进式加热炉中加热到1140℃，终轧温度851℃，采取层流冷却，卷取温度为620℃，获得2.0mm厚的热轧钢卷，热轧卷开卷后经过酸洗、单机架轧制三道次，获得1.0mm厚轧硬钢卷，冷轧压下率为50％，获得冷轧钢卷。冷轧钢卷轧硬钢卷经开卷、清洗后进入连续退火炉，退火均热段温度550℃，均热保温时间120s。退火后钢卷进行平整压下并拉矫，平整压下率0.38％，平整拉矫后卷取获得冷轧退火成品钢卷。
按照上述成分和工艺制造的高强钢，产品力学性能为：屈服强度588.8MPa，抗拉强度646.4MPa，延伸率13.5％
尽管本发明的实施方案已公开如上，但对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明不限于特定的细节。

Claims (5)

1.一种低成本高强度冷轧退火板，其特征在于：钢板的化学成分按照质量百分比包括：C0.02-0.06％、Mn0.1-0.3％、Si≤0.03％、P≤0.02％、S≤0.012％和Als0.02-0.06％，余量为Fe及不可避免的杂质元素。
2.一种低成本高强度冷轧退火板的制造方法，其特征在于，钢板的制造方法包括热轧、酸洗、单机架冷轧、连续退火、平整和拉矫，其特征在于：
(1)热轧：将连铸坯进行热轧获得热轧钢卷；连铸坯的化学成分按照质量百分比包括：C0.02-0.06％、Mn0.1-0.3％、Si≤0.03％、P≤0.02％、S≤0.012％和Als0.02-0.06％，余量为Fe及不可避免的杂质元素；
(2)酸洗和冷轧：热轧钢卷经过酸洗去除表面氧化铁皮后，在单机架冷轧机组上进行轧制，轧制道次为1-3，总轧下率为25-50％，获得冷轧钢卷；
(3)连续退火：冷轧钢卷开卷、清洗后，在连续退火炉中进行低温去应力退火，退火均热段温度为550-630℃，退火时间为120-180s；
(4)平整和拉矫：退火后钢卷进行平整压下并拉矫，平整压下率0.2％-0.5％，平整拉矫后卷取获得冷轧退火成品钢卷。
3.根据权利要求2所述的低成本高强度冷轧退火板的制造方法，其特征在于：所述连铸坯在冶炼过程中不添加合金强化元素Nb、Ti、V。
4.根据权利要求2所述的低成本高强度冷轧退火板的制造方法，其特征在于：所述热轧过程中连铸坯加热到1130-1220℃，终轧温度为850-920℃，采用层流冷却，卷取温度为620-660℃。
5.根据权利要求2-4中任一权利要求所述的低成本高强度冷轧退火板的制造方法，其特征在于：所述制造方法制得的钢板的屈服强度≥480MPa，抗拉强度≥530MPa，延伸率≥12％。
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