CN110229948A - 一种Cu、P、Cr、Ni类冷轧耐大气腐蚀钢带及其生产方法 - Google Patents
一种Cu、P、Cr、Ni类冷轧耐大气腐蚀钢带及其生产方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种Cu、P、Cr、Ni类冷轧耐大气腐蚀钢带及其生产方法,所述钢带的化学成分以重量百分比计为,[C]:0.052~0.065Wt%;[Si]:0.25~0.38Wt%;[Mn]:0.35~0.50Wt%;[P]:0.080~0.095Wt%;[S]:≤0.0070Wt%;[Als]:0.029~0.040Wt%;[Cu]:0.29~0.35Wt%;[Cr]:0.41~0.46Wt%;[Ni]:0.17~0.23Wt%;其余为Fe和Ca、Cr等不可避免的微量元素。其生产方法依次包括热轧钢带闪光焊接、酸洗冷连轧、罩式炉退火、平整和检验包装入库工序。本发明以Cu、P、Cr、Ni类热轧耐大气腐蚀钢带为原料,通过酸洗浓度控制、冷轧压下率合理分配及罩式炉退火工艺调整,获得了屈服强度≥310MPa,抗拉强度≥440MPa,断后伸长率≥26%,板材屈强比≤0.75的Cu、P、Cr、Ni类冷轧耐大气腐蚀钢带。该钢带机械性能优异,可以满足铁道车辆制造领域的使用。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶炼技术领域,涉及一种Cu、P、Cr、Ni类冷轧耐大气腐蚀钢带及其生产方法,特别涉及一种采用闪光焊机焊接工艺、酸洗冷连轧机组轧制工艺和罩式炉退火工艺生产的Cu、P、Cr、Ni类冷轧耐大气腐蚀钢带及该钢带的生产方法。
背景技术
冷轧耐大气腐蚀钢带主要用于铁路客货车辆制造,随着铁路集装箱、货车、棚车、客车等广泛应用,冷轧耐大气腐蚀钢在铁路系统呈现出巨大的应用潜力。由于其材料强度高、板带厚度薄,适用于制造铁路车辆用板及其他冲压件,不仅节约了车辆制造成本,还可减轻车辆自重,使运输能耗降低10%以上。
Cu、P、Cr、Ni类耐大气腐蚀钢利用Cu、P、Cr、Ni元素的电化学去极化作用,在锈层和基体之间形成一层致密的非晶态尖晶石型氧化物层,阻碍了大气中氧和水向钢铁基体渗入,减缓了锈蚀向材料纵深发展,提高了材料的耐大气腐蚀能力。
目前Cu、P、Cr、Ni类耐大气腐蚀钢冷连轧工艺一般采用激光焊机焊接,连续退火工艺生产。但该工艺生产的钢带存在焊缝质量不良及塑性指标差的问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有的激光焊接及连续退火工艺生产的Cu、P、Cr、Ni类冷轧耐大气腐蚀钢带焊缝质量不良,塑性指标差的缺陷,提供一种Cu、P、Cr、Ni类冷轧耐大气腐蚀钢带。
本发明的另一目的是提供上述Cu、P、Cr、Ni类冷轧耐大气腐蚀钢带的生产方法。
本发明提供的一种Cu、P、Cr、Ni类冷轧耐大气腐蚀钢带,其化学成分以重量百分比计为,[C]:0.052~0.065Wt%;[Si]:0.25~0.38Wt%;[Mn]:0.35~0.50Wt%;[P]:0.080~0.095Wt%;[S]:≤0.0070Wt%;[Als]:0.029~0.040Wt%;[Cu]:0.29~0.35Wt%;[Cr]:0.41~0.46Wt%;[Ni]:0.17~0.23Wt%;其余为Fe和Ca、Cr等不可避免的微量元素。
上述Cu、P、Cr、Ni类冷轧耐大气腐蚀钢带的屈服强度≥310MPa,抗拉强度≥440MPa,断后伸长率≥26%,板材屈强比≤0.75。
本发明提供的一种Cu、P、Cr、Ni类冷轧耐大气腐蚀钢带的生产方法,依次包括Cu、P、Cr、Ni类热轧耐大气腐蚀钢带闪光焊接工序、酸洗冷连轧工序、罩式炉退火工序、平整工序和检验包装入库工序;
其中,闪光焊接工序中:焊接模式为滴油+退火模式,闪光时间13~14s,顶锻长度3.8~4.0mm,顶锻力710KN,顶锻时间0.5s,电压等级4档,退火时间20~22s;
酸洗冷连轧工序种:采用五机架UCM冷连轧机组进行冷连轧,其中,1#酸循环罐浓度控制在60~68g/L,2#酸循环罐浓度控制在110~120g/L,3#酸循环罐浓度控制在122~130g/L,酸洗温度80~85℃,酸洗速度45~50m/min;冷轧总压下率50.0~60.0%,第一机架压下率13.0~16.0%,第二机架压下率14.0~16.5%,第三机架压下率11.5~14.0%,第四机架压下率10.0~11.5%,第五机架压下率1.5~2.0%;
罩式炉退火工序中:退火冷点温度≥640.0℃,冷热点温差≤20.0℃,均热时间≥12.0h,温度小于550.0℃时,采用风冷全速冷却,温度小于380.0℃,采用水冷全速冷却,出炉温度≤50.0℃。
作为本发明技术方案的进一步优选,上述平整工序中:延伸率设定为1.60~1.71%,平整液电导率15.2~15.5mS/cm。
本发明的有益效果是:
1、本发明以Cu、P、Cr、Ni类热轧耐大气腐蚀钢带为原料,通过酸洗浓度控制、冷轧压下率合理分配及罩式炉退火工艺调整,实现了Cu、P、Cr、Ni类冷轧耐大气腐蚀钢带的生产,获得了屈服强度≥310MPa,抗拉强度≥440MPa,断后伸长率≥26%,板材屈强比≤0.75的Cu、P、Cr、Ni类冷轧耐大气腐蚀钢带。该钢带机械性能优异,其强度高、耐腐蚀性好,低屈强比及加工性能良好的特点,使其能够满足铁道车辆制造领域的使用。
2、本发明采用五机架UCM冷连轧机组进行冷轧轧制,其中原料焊接采用闪光焊接工序,相比于激光焊接及常规冷轧生产方法,具有生产周期短、生产成本低的工艺优点,大幅提升了生产效率,同时解决了焊缝质量不良问题。
3、本发明采用罩式退火炉进行冷轧后的热处理,退火升温速率均匀,冷热点温差小,均热时间延长至12h以上,冷轧成品塑性好、力学性能波动小、屈强比低、显微组织均匀、加工性能好。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的Cu、P、Cr、Ni类冷轧耐大气腐蚀钢带及其生产方法进行详细说明。
各实施例中Cu、P、Cr、Ni类冷轧耐大气腐蚀钢带为440MPa级冷轧耐大气腐蚀钢带。其生产工艺如前所述,此处不再赘述,以下仅给出生产工艺的具体参数。
实施例1
冷轧钢带成分:
[C]:0.052Wt%;[Si]:0.33Wt%;[Mn]:0.50Wt%;[P]:0.080Wt%;[S]:0.0070Wt%;[Als]:0.029Wt%;[Cu]:0.29Wt%;[Cr]:0.45Wt%;[Ni]:0.23Wt%;其余为Fe和Ca、Cr等不可避免的微量元素。
闪光焊接工序:
焊接模式为滴油+退火模式,闪光时间13.0s,顶锻长度3.9mm,顶锻力710KN,顶锻时间0.5s,电压等级4档,退火时间20s。
酸洗冷连轧工序:
1#酸循环罐浓度控制在66g/L,2#酸循环罐浓度控制在120g/L,3#酸循环罐浓度控制在127g/L,酸洗温度84℃,酸洗速度50m/min;冷轧总压下率56.0%,第一机架压下率15.0%,第二机架压下率15.5%,第三机架压下率13.0%,第四机架压下率11.0%,第五机架压下率1.5%。
退火及平整工序:
退火冷热点温度643.5/655.6℃,冷热点温差12.1℃,均热时间12.4h,温度小于550.0℃时,采用风冷全速冷却,温度小于380.0℃,采用水冷全速冷却,出炉温度50.0℃;实际延伸率为1.61%,平整液电导率为15.2mS/cm,最终产品规格2.2*1250mm。同规格的现有Cu、P、Cr、Ni类热轧耐大气腐蚀钢带、现有Cu、P、Cr、Ni类冷轧耐大气腐蚀钢带与本实施例制备的Cu、P、Cr、Ni类冷轧耐大气腐蚀钢带的机械性能比较如下表1所示。
表1 实施例1中Cu、P、Cr、Ni类热、冷轧耐大气腐蚀钢带的机械性能比较
实施例2
冷轧钢带成分:
[C]:0.065Wt%;[Si]:0.38Wt%;[Mn]:0.35Wt%;[P]:0.090Wt%;[S]:0.0033Wt%;[Als]:0.035Wt%;[Cu]:0.35Wt%;[Cr]:0.41Wt%;[Ni]:0.19Wt%;其余为Fe和Ca、Cr等不可避免的微量元素。
闪光焊接工序:
焊接模式为滴油+退火模式,闪光时间14.0s,顶锻长度3.8mm,顶锻力710KN,顶锻时间0.5s,电压等级4档,退火时间21s。
酸洗冷连轧工序:
1#酸循环罐浓度控制在60g/L,2#酸循环罐浓度控制在116g/L,3#酸循环罐浓度控制在122g/L,酸洗温度80℃,酸洗速度47m/min;冷轧总压下率60.0%,第一机架压下率16.0%,第二机架压下率16.5%,第三机架压下率14.0%,第四机架压下率11.5%,第五机架压下率2.0%。
退火及平整工序:
退火冷热点温度646.7/656.7℃,冷热点温差10.0℃,均热时间12.1h,温度小于550.0℃时,采用风冷全速冷却,温度小于380.0℃,采用水冷全速冷却,出炉温度45.3℃;实际延伸率为1.60%,平整液电导率为15.3mS/cm,最终产品规格2.0*1250mm。同规格的现有Cu、P、Cr、Ni类热轧耐大气腐蚀钢带、现有Cu、P、Cr、Ni类冷轧耐大气腐蚀钢带与本实施例制备的Cu、P、Cr、Ni类冷轧耐大气腐蚀钢带的机械性能比较如下表2所示。
表2 实施例2中Cu、P、Cr、Ni类热、冷轧耐大气腐蚀钢带的机械性能比较
实施例3
冷轧钢带成分:
[C]:0.061Wt%;[Si]:0.25Wt%;[Mn]:0.39Wt%;[P]:0.095Wt%;[S]:0.0053Wt%;[Als]:0.040Wt%;[Cu]:0.30Wt%;[Cr]:0.46Wt%;[Ni]:0.17Wt%;其余为Fe和Ca、Cr等不可避免的微量元素。
闪光焊接工序:
焊接模式为滴油+退火模式,闪光时间13.6s,顶锻长度4.0mm,顶锻力710KN,顶锻时间0.5s,电压等级4档,退火时间22s。
酸洗冷连轧工序:
1#酸循环罐浓度控制在68g/L,2#酸循环罐浓度控制在110g/L,3#酸循环罐浓度控制在130g/L,酸洗温度85℃,酸洗速度45m/min;冷轧总压下率50.0%,第一机架压下率13.0%,第二机架压下率14.0%,第三机架压下率11.5%,第四机架压下率10.0%,第五机架压下率1.5%。
退火及平整工序:
退火冷热点温度642.6/655.7℃,冷热点温差13.1℃,均热时间12.0h,温度小于550.0℃时,采用风冷全速冷却,温度小于380.0℃,采用水冷全速冷却,出炉温度48.2℃;实际延伸率为1.71%,平整液电导率为15.5mS/cm,最终产品规格2.50*1250mm。同规格的现有Cu、P、Cr、Ni类热轧耐大气腐蚀钢带、现有Cu、P、Cr、Ni类冷轧耐大气腐蚀钢带与本实施例制备的Cu、P、Cr、Ni类冷轧耐大气腐蚀钢带的机械性能比较如下表3所示。
表3 实施例3中Cu、P、Cr、Ni类热、冷轧耐大气腐蚀钢带的机械性能比较
从表1-3中数据可以看出,本发明冷轧钢带与现有热轧钢带相比,其板材屈强比明显低于热轧钢带,现有热轧钢带无法满足板材屈强比≤0.75的标准要求,本发明冷轧钢带满足标准要求。对比本发明冷轧钢带与现有冷轧钢带机械性能参数可以看出,本发明冷轧钢带断后伸长率高于现有冷轧钢带,其板材塑性相比较更为优异。
Claims (4)
1.一种Cu、P、Cr、Ni类冷轧耐大气腐蚀钢带,其特征在于,该钢带的化学成分以重量百分比计为,[C]:0.052~0.065Wt%;[Si]:0.25~0.38Wt%;[Mn]:0.35~0.50Wt%;[P]:0.080~0.095Wt%;[S]:≤0.0070Wt%;[Als]:0.029~0.040Wt%;[Cu]:0.29~0.35Wt%;[Cr]:0.41~0.46Wt%;[Ni]:0.17~0.23Wt%;其余为Fe和Ca、Cr等不可避免的微量元素。
2.根据权利要求1所述的一种Cu、P、Cr、Ni类冷轧耐大气腐蚀钢带,其特征在于,所述钢带的屈服强度≥310MPa,抗拉强度≥440MPa,断后伸长率≥26%,板材屈强比≤0.75。
3.根据权利要求1或2所述的一种Cu、P、Cr、Ni类冷轧耐大气腐蚀钢带的生产方法,其特征在于,所述钢带采用闪光焊接、酸洗冷连轧和罩式炉工艺制备而成,其生产方法依次包括Cu、P、Cr、Ni类热轧耐大气腐蚀钢带闪光焊接工序、酸洗冷连轧工序、罩式炉退火工序、平整工序和检验包装入库工序;
所述闪光焊接工序中:焊接模式为滴油+退火模式,闪光时间13~14s,顶锻长度3.8~4.0mm,顶锻力710KN,顶锻时间0.5s,电压等级4档,退火时间20~22s;
所述酸洗冷连轧工序中:采用五机架UCM冷连轧机组进行冷连轧,其中,1#酸循环罐浓度控制在60~68g/L,2#酸循环罐浓度控制在110~120g/L,3#酸循环罐浓度控制在122~130g/L,酸洗温度80~85℃,酸洗速度45~50m/min;冷轧总压下率50.0~60.0%,第一机架压下率13.0~16.0%,第二机架压下率14.0~16.5%,第三机架压下率11.5~14.0%,第四机架压下率10.0~11.5%,第五机架压下率1.5~2.0%;
所述罩式炉退火工序中:退火冷点温度≥640.0℃,冷热点温差≤20.0℃,均热时间≥12.0h,温度小于550.0℃时,采用风冷全速冷却,温度小于380.0℃,采用水冷全速冷却,出炉温度≤50.0℃。
4.根据权利要求3所述的一种Cu、P、Cr、Ni类冷轧耐大气腐蚀钢带的生产方法,其特征在于,所述平整工序中:延伸率设定为1.60~1.71%,平整液电导率15.2~15.5mS/cm。
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