CN110257612A - 一种低残余应力低合金高强钢板的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低残余应力低合金高强钢板的制备方法,包括冶炼,连铸,加热,粗轧,精轧,层流冷却,卷取,平整,矫直,回火,横切步骤,所述加热步骤中,加热温度>1200℃;所述精轧步骤中,终轧温度为800‑900℃;所述卷取步骤中,卷取温度为550‑650℃;所述回火步骤中,回火温度为550℃‑650℃,回火保温时间为10‑20min;所述方法适用于具有如下化学成分的钢板:C:0.04‑0.12%,Si:0.10‑0.80%,Mn:1.3‑2.1%,Nb:0‑0.06%,Mo:0.0‑0.6%,V:0‑0.10%,Ti:0.02‑0.20%,Al:0.01‑0.06%,B:≤0.003,P:≤0.010%,S:≤0.004%,N:≤0.008%,其余为Fe及不可避免杂质。

Description

一种低残余应力低合金高强钢板的制备方法
技术领域
本发明属于钢板生产领域,涉及一种低残余应力低合金高强钢板的制备方法。
背景技术
随着科技不断地向前发展,人们对高强钢的强韧性、强塑性匹配提出更高的要求,随着钢板强度级别的提高,钢板的残余应力问题更加突出,主要表现为:1)钢板在下料后出现变形,主要为旁弯和翘曲,导致零部件无法满足使用要求,无法焊接,如混凝土泵车臂架用钢;2)钢板下料后进行折弯后边部出现波浪,无法对焊,如起重机吊臂用钢;3)钢板残余应力大导致在制造零件后由于应力集中导致开裂,如汽车大梁钢。
目前,解决低合金高强钢板的残余应力问题,主要采取平整、矫直工序解决,但存在残余应力消除不彻底的技术问题。
发明内容
鉴于上述问题,提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的低残余应力低合金高强钢板的制备方法。
本发明实施例提供一种低残余应力低合金高强钢板的制备方法,包括冶炼,连铸,加热,粗轧,精轧,层流冷却,卷取,平整,矫直,回火,横切步骤,所述加热步骤中,加热温度>1200℃;所述精轧步骤中,终轧温度为800-900℃;所述卷取步骤中,卷取温度为550-650℃;所述回火步骤中,回火温度为550℃-650℃,回火保温时间为10-20min。
进一步的,所述加热步骤中,加热时间为180-240min。
进一步的,所述精轧步骤中,开轧温度为1000-1100℃。
进一步的,所述回火步骤中,采用高频感应进行加热,所述加热升温速率为30-100℃/s。
进一步的,所述回火步骤中,将回火后钢卷进行空冷,所述空冷目标温度满足如下条件:0℃<卷取温度-目标温度≤20℃。
进一步的,按重量百分比,所述方法适用于具有如下化学成分的钢板:C:0.04-0.12%,Si:0.10-0.80%,Mn:1.3-2.1%,Nb:0-0.06%,,Mo:0.0-0.6%,V:0-0.10%,Ti:0.02-0.20%,Al:0.01-0.06%,B:≤0.003,P:≤0.010%,S:≤0.004%,N:≤0.008%,其余为Fe及不可避免杂质;
进一步的,所述钢板厚度为2-14mm。
进一步的,所述钢板强度级别为700MPa-850MPa
本发明实施例中的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:
1、本发明方法中,加热温度的限定是为了保证TiC或NbC的充分回溶;终轧温度的限定是为了在保证薄规格高强钢细晶强化的同时,有利于保证轧制板形;卷取温度的限定,一方面可以保证Ti、Nb、V等合金元素的析出,另一方面,由于带钢卷取后具有自回火作用,从而减小残余应力;回火温度的限定,使在满足消除钢板残余应力的同时,不损害钢板的力学性能。
2、本发明方法采取较短的保温时间,即可达到彻底消除残余应力的效果,同时,较短的保温时间有助于避免对析出物尺寸及晶粒尺寸的损害,并可增加部分细小的析出物,从而提高钢材的强度。
3、通过本发明方法彻底消除了低合金高强钢板的残余应力,使切割低合金高强钢板时,避免出现横向或纵向不平,切条后旁弯,切条后端部翘曲等缺陷。
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例,具体阐述本发明,本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解,这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明,而非限制本发明。
在整个说明书中,除非另有特别说明,本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此,除非另有定义,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾,本说明书优先。
除非另有特别说明,本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等,均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
本发明一种低残余应力低合金高强钢板的制备方法,包括冶炼,连铸,加热,粗轧,精轧,层流冷却,卷取,平整,矫直,回火,横切步骤,所述加热步骤中,加热温度>1200℃:所述精轧步骤中,终轧温度为800-900℃;所述卷取步骤中,卷取温度为550-650℃;所述回火步骤中,回火温度为550℃-650℃,回火保温时间为10-20min。
本申请中,所述加热步骤中,加热时间为180-240min。
本申请中,所述精轧步骤中,开轧温度为1000-1100℃。
本申请中,所述回火步骤中,采用高频感应进行加热,所述加热升温速率为30-100℃/s。
本申请中,所述回火步骤中,将回火后钢卷进行空冷,所述空冷目标温度满足如下条件:0℃<卷取温度-目标温度≤20℃。
本申请中,按重量百分比,所述方法适用于具有如下化学成分的钢板:C:0.04-0.12%,Si:0.10-0.80%,Mn:1.3-2.1%,Nb:0-0.06%,,Mo:0.0-0.6%,V:0-0.10%,Ti:0.02-0.20%,Al:0.01-0.06%,B:≤0.003,P:≤0.010%,S:≤0.004%,N:≤0.008%,其余为Fe及不可避免杂质;
本申请中,所述钢板厚度为2-14mm。
本申请中,所述钢板强度级别为700MPa-850MPa。
上述各元素在本发明中所起作用如下:
C:碳在本发明中的主要作用为提高强度,并可与Ti、V、Nb组成析出物。C过高会导致塑韧性降低,C过低强度不足;
Si:硅的主要作用为提高强度,高硅对表面氧化铁皮有恶化影响,如用途为喷丸或酸洗可适当采用较高的硅的目标值;
Mn:锰的作用为提高强度,由于锰的合金成本较低,可添加较高含量的锰提高强度;
Nb:本发明适用于无Nb或者低Nb成分体系,不添加Nb产品适用于6mm以下薄规格产品或者对焊接性能、强度级别要求较低的钢种,而添加Nb主要目的为细化晶粒、析出强化及提高焊接接头性能;
Mo:本发明适用于无Mo或者加Mo成分体系,不添加Mo可以降低合金成本,适用于低强度级别或对焊接性能要求低的钢种,而添加Mo可提高材料强度,提高焊接接头强度,提高材料力学性能稳定性;
V:本发明适用于有V或无V成分体系,V的主要作用为析出强化,对于本发明工艺,采用高V成分体系同样适用,通过高的卷取温度设定和后续离线回火,可进一步提高V的析出强化效果,提高钢材强度;
Ti:本发明Ti为必添加元素,低Ti可以固N,高Ti可以起到强烈的析出强化效果,通过添加Ti,与C形成析出物并在铁素体中大量弥散析出,提高钢材的强度。在高频感应回火过程中,未析出的Ti可以进一步析出,改善钢材性能;
B:本发明添加B的主要目的为提高焊接接头强度,但B含量不能过高,避免B在晶界处富集降低韧性;本发明设定的B的上限为30ppm。
P、S、N均为需要控制上限元素,过高的N将消耗大量的Ti组成大尺寸的TiN析出,降低钢材强度并恶化韧性。
下面将结合8个具体实施例对本申请的低合金高强钢板进行详细说明。
本发明实施例1-8的低合金高强钢板的化学成分重量百分比如表1所示。
表1
实施例 C Si Mn P S Al Nb V Ti Mo B N
1 0.06 0.20 1.35 0.009 0.002 0.035 0 0.02 0.10 0 0.0015 0.003
2 0.08 0.30 1.50 0.011 0.001 0.030 0.040 0.05 0.07 0.15 0 0.004
3 0.07 0.60 1.45 0.008 0.001 0.040 0.060 0 0.14 0.50 0 0.003
4 0.10 0.80 2.10 0.008 0.002 0.045 0.050 0 0.18 0.30 0 0.003
5 0.12 0.12 1.85 0.008 0.002 0.030 0.040 0.04 0.09 0.20 0 0.003
6 0.06 0.50 1.70 0.09 0.001 0.025 0.035 0 0.12 0 0.002 0.003
7 0.04 0.25 1.90 0.09 0.003 0.050 0 0.10 0.02 0.10 0.0010 0.004
8 0.07 0.40 1.50 0.07 0.002 0.035 0.030 0 0.08 0.20 0 0.003
本发明实施例1-8提供一种低残余应力低合金高强钢板的制备方法,包括冶炼,连铸,加热,粗轧,精轧,层流冷却,卷取,平整,矫直,回火,横切步骤;本发明实施例1-8的低合金高强钢板的生产工艺参数如表2所示。
表2
分别利用本发明实施例1-8的生产工艺制得的低合金高强钢板的产品性能指标及使用等离子切割成100mm*1000mm长条后的变形情况如表3所示。
表3
从表3可以看出,利用本发明方法制得的低合金高强钢板在不对产品性能(屈服强度、抗拉强度、比例延伸率)产生负面影响的前提下,彻底消除了残余应力,使切割低合金高强钢板时,避免出现横向或纵向不平,切条后旁弯,切条后端部翘曲等缺陷。
最后,还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种低残余应力低合金高强钢板的制备方法,包括冶炼,连铸,加热,粗轧,精轧,层流冷却,卷取,平整,矫直,回火,横切步骤,其特征在于,所述加热步骤中,加热温度>1200℃;所述精轧步骤中,终轧温度为800-900℃;所述卷取步骤中,卷取温度为550-650℃;所述回火步骤中,回火温度为550℃-650℃,回火保温时间为10-20min;
所述方法适用于具有如下化学成分的钢板:C:0.04-0.12%,Si:0.10-0.80%,Mn:1.3-2.1%,Nb:0-0.06%,,Mo:0.0-0.6%,V:0-0.10%,Ti:0.02-0.20%,Al:0.01-0.06%,B:≤0.003,P:≤0.010%,S:≤0.004%,N:≤0.008%,其余为Fe及不可避免杂质。
2.根据权利要求1所述的一种低残余应力低合金高强钢板的制备方法,其特征在于,所述加热步骤中,加热时间为180-240min。
3.根据权利要求1所述的一种低残余应力低合金高强钢板的制备方法,其特征在于,所述精轧步骤中,开轧温度为1000-1100℃。
4.根据权利要求1所述的一种低残余应力低合金高强钢板的制备方法,其特征在于,所述回火步骤中,采用高频感应进行加热,所述加热升温速率为30-100℃/s。
5.根据权利要求1所述的一种低残余应力低合金高强钢板的制备方法,其特征在于,所述回火步骤中,将回火后钢卷进行空冷,所述空冷目标温度满足如下条件:0℃<卷取温度-目标温度≤20℃。
6.根据权利要求1所述的一种低残余应力低合金高强钢板的制备方法,其特征在于,所述钢板厚度为2-14mm。
7.根据权利要求1所述的一种消除低合金高强钢板残余应力的方法,其特征在于,所述钢板强度级别为700MPa-850MPa。
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