CN110747393A - 一种atm自动取款机高强钢板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种ATM自动取款机高强钢板及其制造方法，该钢板的成分按重量百分比计如下：C：0.03％～0.08％，Si：0.1％～0.40％，Mn：0.8％～1.7％，Cr：0.20％～0.60％，Nb:0.030％～0.065％，Ti:0.080％～0.160％，Mo：0.10％～0.50％，Als：0.33％～0.49％，N≤0.0070％，杂质元素P≤0.018％和S≤0.003％，Ceq＜0.4；余量为Fe和不可避免的杂质；制造方法包括冶炼、连铸、铸坯加热、轧制及冷却工艺；采用本发明技术方案制造的钢板具有良好的低温韧性，能够在北方严寒的环境下服役性能，钢板可焊性强，具有较好的冷弯成型性，具有优良的平直度，平直度小于等于2mm/m，钢板内应力小，剪切后无明显翘曲、镰刀弯、扭曲等板形不良。

Description

一种ATM自动取款机高强钢板及其制造方法
技术领域
本发明属于金属材料领域，尤其涉及一种应用于银行自动取款机存钞箱用屈服强度700MPa级高强钢板及其制造方法。
背景技术
自动取款机在城市、乡镇甚至偏远地区逐渐普及，给人们的工作、生活带来了巨大便利，但对自动取款机的安全性提出了更高要求，特别是自动取款机的存钞箱的抗破坏性，关系着取款机内现金的安全，目前国内大多是自动取款机存钞箱都采用抗拉强度不超过500MPa的钢板制造，少数采用抗拉强度600～650MPa的钢板制造。随着自动取款机向农村及偏远地区普及，存钞箱用钢也向着更高强度的趋势发展。
《一种银行ATM机高强抗爆钢板及其制造方法》(CN103911553A)公开的技术方案中碳0.09-0.20％；硅0.10-0.60％；锰0.80-2.50％；铜0.20-0.55％；磷≤0.025％；硫≤0.005％；铌0.012-0.060％；钒0.015-0.075％；钛0.012-0.045％；铝0.012-0.045％，LF炉外精炼，VD或RH真空脱气；板坯加热：均热温度范围1120-1190℃，均热时间范围2.8-4.0小时；粗轧：开轧温度1050-1130℃，单道次压下率18-24％；精轧：开轧温度范围850-950℃,终轧温度810-860℃，单道次压下率15-20％；热矫直：≤1.0mm/2m；钢板的屈服强度范围480-560MPa，抗拉强度范围在720-860MPa。此发明的钢板屈服强度在480-560Mpa之间，强度偏低，抗爆抗摔性能仍然不足。
《一种ATM机用高强度钢板及其制造方法》(CN106756551A)公开的技术方案中C＝0.16～0.26、Si＝0.10～0.30、Mn＝1.20～1.60、P≤0.025、S≤0.015、Al＝0.020～0.060、Ti＝0.10～0.15，将转炉冶炼的合格钢水经LF精炼及钙处理后的由连铸机连铸成的钢坯在均/加热炉中加热到1200～1250℃后轧成钢板，热轧钢板厚度控制在2.0～16.0mm范围，钢板先以100℃～300℃/s的冷却速度进行冷却，再以10℃～25℃/s层流冷却方法冷却到450℃～600℃卷成钢卷，当温度低于80℃后将钢卷横切矫直成常温下的钢板，常温下钢板经等离子或激光切割，酸洗。钢板Re1≥600MPa，Rm≥700MPa，δ≥16％。此发明的钢板C含量偏高，影响焊接性，此钢板低温韧性差，且屈服强度偏低。
发明内容
本发明的目的在于克服上述问题和不足而提供一种具有高的强度，良好的塑韧性，良好的焊接性，良好的平直度的抗拉强度750MPa级自动取款机存钞箱用钢板。
本发明目的是这样实现的：
一种ATM自动取款机高强钢板，该钢板的成分按重量百分比计如下：C：0.03％～0.08％，Si：0.1％～0.40％，Mn：0.8％～1.7％，0.20％≤Cr≤0.60％，Nb:0.030％～0.065％，Ti:0.080～0.160％，Mo：0.10％～0.50％，0.33％≤Als≤0.49％，N≤0.0070％，杂质元素P≤0.018％和S≤0.003％，Ceq＜0.4；余量为Fe和不可避免的杂质；其中Ceq＝C+Mn/6+(Mo+V)/4+Cr/5+(Ni+Cu)/15。
所述ATM自动取款机高强钢板县委组织为铁素体+贝氏体+少量珠光体，晶粒度为12～13级，抗拉强度(Rm)大于等于750MPa，延伸率(δ)≥17％，低温-50℃冲击韧性大于等于100J，钢板的不平度小于等于2mm/m。
本发明成分设计理由如下：
C：0.03％～0.08％。
C是钢中主要的固溶强化元素，碳的含量的增加，将使钢的强度增加。但C含量对焊接不利，为了保证钢的具有良好的成形性、较高的韧性和良好的焊接性，应采取较低的碳含量。
Si：0.1％～0.40％。
Si是钢中常见元素之一，在炼钢过程中用作还原剂和脱氧剂，固溶形态的Si能提高屈服强度和韧脆转变温度，但若超过含量上限将降低韧性和焊接性能。因此0.1％～0.40％的Si保留在钢中是必要的。
Mn：0.8％～1.7％
Mn是保证钢的强度和韧性的必要元素。锰和铁形成固溶体，能提高钢中铁素体和奥氏体的硬度和强度。
0.20％≤Cr≤0.60％。
Cr能够强化α固溶体，改变碳化物析出形态和类型，作为有效的提高固溶强化元素，可以提高晶界的强度，从而提高钢的强度。
Nb:0.030％～0.065％。
Nb是细晶强化的微合金化元素，含Nb钢通过控轧控冷工艺，可以析出微细的NbN及NbCN粒子，抑制奥氏体的形变再结晶，阻止奥氏体晶粒的长大，细化晶粒，提高钢板强韧性。
Ti:0.080～0.160％。
Ti是强氮化物形成元素，钢中进行微量Ti处理后，可以析出微细的TiN和TiCN粒子，阻碍奥氏体晶粒长大，细化晶粒，提高钢板强塑性。
Mo：0.010～0.050％
Mo主要依靠固溶强化及晶界强化来提高钢的强度，其次Mo增加了过冷奥氏体的稳定性，是奥氏体向铁素体转变曲线右移，相变后得到更加细小的铁素体组织，同时增加钢中贝氏体体积分数，另外Mo在钢中析出形成碳化物也提高钢的强度。
P：≤0.018％、S：≤0.003％
P和S都是钢中不可避免的有害杂质，它们的存在会严重恶化钢的韧性，因此要采取措施使钢中的P和S含量尽可能降低。根据本发明，最高P含量限制在0.020％，最高S含量限制在0.003％。
N≤0.0070％
钢中含适量的N，促进其与Ti结合形成细小的TiN粒子，细化晶粒，提高强度。但钢如果N含量过高，会降低钢的塑形和韧性。
上述成分设计尽量采用低C含量，钢板韧塑性好，提高成型性。通过添加Mn、Cr元素，同时加入微量Nb、Ti、Mo，可以达到细化晶粒，提高钢板强度的目的，各元素的合理配比，使钢板具有较高的强韧性匹配。
本发明技术方案之二是提供一种ATM自动取款机高强钢板的制造方法，包括冶炼、连铸、铸坯加热、轧制及冷却工艺。
(1)冶炼、连铸：
将转炉冶炼的合格钢水经RH真空处理+LF炉轻脱硫处理+钙处理后，控制氢、氧等有害元素及控制夹杂物形态和提高钢的延展性、韧性和冷弯性能，由连铸机制成的钢坯，全程保护浇注，浇筑过程投入电磁搅拌和轻压下，改善铸坯凝固组织，以减少连铸坯中心偏析。
(2)铸坯加热：铸坯厚度170mm～300mm，铸坯装炉温度要求在500℃以上；铸坯加热温度在1180～1230℃，保温1.5～4.5小时，保证轧制前原始奥氏体晶粒细小均匀；
(3)轧制：
精粗轧均采用高压水除鳞，保证成品钢板表面质量，粗轧终轧温度≥1020℃。
精轧采取控制轧制，精轧的开轧温度950℃～1050℃，终轧温度控制在850℃～925℃，精轧总压下率保证≥67％。
(4)冷却：
冷却采用层流快速工艺，带钢出精轧机后立即进行冷却，以10℃/S～30℃/S的冷速瞬间冷却到530℃～650℃进行卷取；钢板卷取后立进具有保温功能的缓冷罩缓慢冷却，以减少钢板组织应力，提高韧塑性，缓冷到100℃之下。缓冷后，钢卷经高强横切机组横切矫直后变成常温状况下钢板。
此钢板的生产成分控制上综合考虑强度、成型性和焊接性的匹配性。主要通过控制C、Mn等含量保障低碳当量，以保证钢板良好的焊接性，钢板的Ceq(Ceq＝C+Mn/6+(Mo+V)/4+Cr/5+(Ni+Cu)/15)不高于0.40％，在此前提下，通过Nb、Mo微合金化提高奥氏体未再结晶温度，能获得充分细化的组织，并能通过控制卷取温度获得适当的组织强化。同时加入沉淀强化元素Ti，通过细小(直径不大于10nm)的TiC等的析出沉淀，补充强化。采用预脱硫铁水，通过LF等手段进行精炼，并采用喂线、镇静、吹氩等手段，充分保障了钢质的纯净，通过控轧控冷等手段，钢板具有良好的低温冲击韧性。
经过此方法制造的钢板，为铁素体+贝氏体+少量珠光体，具有12～13级细小晶粒度，抗拉强度(Rm)大于等于750MPa，延伸率(δ)≥17％，低温-50℃冲击韧性大于等于100J，钢板可焊性强，具有较好的冷弯成型性，具有优良的平直度，平直度小于等于2mm/m，钢板内应力小，剪切或激光、等离子切割后无明显翘曲、扭曲、镰刀弯等板形不良。钢板经等离子或激光切割，酸洗和清水处理烘干后即可用于制作自动取款机存钞箱。
经此钢板制造的自动取款机存钞箱，具有强的抗防破坏性，特别是低温环境下的抗破坏性，钢板平直度高、内应力小、焊接性良好，使钢板更易加工使用。
本发明的有益效果在于：采用本发明技术方案制造的钢板，抗拉强度(Rm)大于等于750MPa，延伸率(δ)≥17％，低温-50℃冲击韧性大于等于100J，具有良好的低温韧性，能够在北方严寒的环境下服役性能，钢板可焊性强，具有较好的冷弯成型性，具有优良的平直度，平直度小于等于2mm/m，钢板内应力小，剪切后无明显翘曲、镰刀弯、扭曲等板形不良。钢板经等离子或激光切割，酸洗和清水处理烘干后即可用于制作自动取款机存钞箱。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的说明。
本发明实施例根据技术方案的组分配比，进行冶炼、连铸、轧制、连续退火、平整。本发明实施例钢的成分见表1。本发明实施例钢的主要工艺参数见表2。本发明实施例钢的性能见表3。
表1本发明实施例钢的成分(wt％)
C Si Mn P S Als Nb Ti Mo Cr Ceq
例1 0.032 0.4 1.36 0.018 0.002 0.046 0.061 0.128 0.13 0.54 0.40
例2 0.078 0.38 0.83 0.015 0.002 0.049 0.64 0.139 0.48 0.21 0.38
例3 0.031 0.16 1.69 0.016 0.004 0.044 0.44 0.159 0.15 0.23 0.40
例4 0.064 0.11 1.08 0.014 0.004 0.038 0.055 0.119 0.3 0.41 0.40
例5 0.075 0.36 1.4 0.015 0.003 0.047 0.31 0.159 0.2 0.23 0.40
例6 0.079 0.17 1.43 0.015 0.005 0.034 0.065 0.084 0.11 0.22 0.39
注：Ceq＝C+Mn/6+(Mo+V)/4+Cr/5+(Ni+Cu)/15
表2本发明实施例钢的主要工艺参数
Figure BDA0002223778720000071
表3本发明实施例钢的性能
Figure BDA0002223778720000072
由上所述，采用本发明技术方案制造的钢板，抗拉强度(Rm)大于等于750MPa，延伸率(δ)≥17％，低温-50℃冲击韧性大于等于100J，钢板可焊性强，具有较好的冷弯成型性，具有优良的平直度，平直度小于等于2mm/m，钢板内应力小，剪切后无明显翘曲、镰刀弯、扭曲等板形不良。
为了表述本发明，在上述中通过实施例对本发明恰当且充分地进行了说明，以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，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，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (3)

1.一种ATM自动取款机高强钢板，其特征在于，该钢板的成分按重量百分比计如下：C：0.03％～0.08％，Si：0.1％～0.40％，Mn：0.8％～1.7％，Cr：0.20％～0.60％，Nb:0.030％～0.065％，Ti:0.080％～0.160％，Mo：0.10％～0.50％，Als：0.33％～0.49％，N≤0.0070％，杂质元素P≤0.018％和S≤0.003％，Ceq＜0.4；余量为Fe和不可避免的杂质；其中Ceq＝C+Mn/6+(Mo+V)/4+Cr/5+(Ni+Cu)/15。
2.根据权利要求1所述的一种ATM自动取款机高强钢板，其特征在于，所述ATM自动取款机高强钢板显微组织为铁素体+贝氏体+少量珠光体，晶粒度为12～13级，抗拉强度大于等于750MPa，延伸率≥17％，低温-50℃冲击韧性大于等于100J，钢板的不平度小于等于2mm/m。
3.一种权利要求1或2所述的一种ATM自动取款机高强钢板的制造方法，包括冶炼、连铸、铸坯加热、轧制及冷却工艺；其特征在于：
(1)铸坯加热、
铸坯厚度170mm～300mm，铸坯装炉温度要求在500℃以上；板坯加热温度在1180～1230℃，保温1.5～4.5小时；
(2)轧制：
精粗轧均采用高压水除鳞，粗轧终轧温度≥1020℃；精轧采取控制轧制，精轧的开轧温度950℃～1050℃，终轧温度850℃～925℃，精轧总压下率≥67％；
(3)冷却工艺：
冷却采用层流快冷工艺，带钢出精轧机后立即进行冷却，以10℃/S～30℃/S的冷速瞬间冷却到530℃～650℃进行卷取；钢板卷取后立即进入缓冷罩缓慢冷却，缓冷到100℃之下,缓冷速度不大于10℃/h。
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