CN112063818A - 一种低温卷取高成形性能冷轧钢板及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低温卷取高成形性能冷轧钢板及其生产方法,该方法包含以下步骤:将钢水连铸成连铸坯;将连铸坯加热至第一预定温度;对加热后的连铸坯依次进行粗轧、热轧和精轧,得到热轧板坯;将热轧板坯进行层流冷却至第二预定温度并且进行卷取,得到热轧板;以及对热轧板进行碱洗清洗、冷轧和退火处理,之后进行冷却和光整,其中,第一预定温度为1160℃~1190℃并且第二预定温度为530~570℃。本发明可以通过对冷轧钢板的生成工艺进行控温,例如,控制加热温度、卷取温度等来实现满足需要的屈服强度、抗拉强度、伸长率、r90≥2.7和n90,从而得到使用者满意度高的冷轧钢板,以满足使用者对汽车领域或家电领域的钢板的各种定制化需求。
Description
技术领域
本发明涉及冷轧钢板领域,特别是涉及一种低温卷取高成形性能冷轧钢板及其生产方法。
背景技术
冷轧是以热轧板卷为原料,在常温下在再结晶温度以下进行轧制而成,冷轧钢板就是经过冷轧工序生产的钢板,简称冷板。冷轧钢和热轧钢区别不在冶炼过程,而是在于轧钢温度,或者说轧钢终止温度。终轧温度低于钢材再结晶温度的就成为冷轧钢。冷轧钢要求轧机功率大,轧制效率低,而且轧制过程中为了能消除加工硬化还要进行中间退火,所以成本也较高,但是冷轧钢表面光亮,质量好,可以直接用来加工成品,因此冷轧钢板应用十分广泛。随着汽车行业的不断发展,车用钢板的需求在不断增加,此外,市场对家电钢板的需求和要求也在不断提高。在保证钢板性能的前提下,冲压成型性能逐渐提高。
温度控制对于冷轧钢板成形性能的好坏而言具有重要影响,通常在对连铸坯进行加热时,加热温度较高,但是成形性能以及成品钢板的力学性能依然不够理想。尤其对于成品的屈服强度而言,由于生产过程本身难度较大,钢板板型很难控制,因此难以实现较低的屈服强度。
因此,现有技术中存在对冷轧钢板成形性能以及钢板力学性能改进的空间。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明实施例提出一种低温卷取高成形性能冷轧钢板及其生产方法。
本发明实施例所公开的一种低温卷取高成形性能冷轧钢板的生产方法,其包含以下步骤:
将钢水连铸成连铸坯;
将连铸坯加热至第一预定温度;
对加热后的连铸坯依次进行粗轧、热轧和精轧,得到热轧板坯;
将热轧板坯进行层流冷却至第二预定温度并且进行卷取,得到热轧板;以及
对卷取后的热轧板进行碱洗清洗、冷轧和退火处理,之后进行冷却和光整,
其中,第一预定温度为1160℃~1190℃并且第二预定温度为530~570℃。
在本发明的实施例中,钢水的组成成分的重量百分比为:C:≤0.005%,Si:≤0.03%,Mn:0.05~0.18%,P:0.005~0.015%,S:0.007~0.015%,Ti:0.040~0.080%,Als:0.020%~0.070%,余量为Fe和不可避免杂质。
在本发明的实施例中,钢水的组成成分的重量百分比为:C:0.0009%,Si:0.03%,Mn:0.05%,P:0.007%,S:0.007%,Ti:0.040%,Als:0.038%,余量为Fe和不可避免杂质。
在本发明的实施例中,第一预定温度为1180℃并且第二预定温度为550℃。
在本发明的实施例中,在光整过程中,光整率被控制为0.7~1.0%。
在本发明的实施例中,在光整过程中,光整率被控制为0.85%。
在本发明的实施例中,热轧在接近奥氏体向铁素体转变的温度的奥氏体区进行终轧,以保证通过热轧获得细小的组织;精轧的开轧温度为1000℃~1050℃,终轧温度为890℃~930℃。
在本发明的实施例中,经粗轧后的热轧板的厚度为43mm~46mm,经卷取得到的热轧板的厚度为3~6mm。
本发明实施例所公开的一种冷轧钢板,其包含以下重量百分比的组分:C:≤0.005%,Si:≤0.03%,Mn:0.05~0.18%,P:0.005~0.015%,S:0.007~0.015%,Ti:0.040~0.080%,Als:0.020%~0.070%,余量为Fe和不可避免杂质。
在本发明的实施例中,冷轧钢板包含以下重量百分比的组分:C:0.0020%,Si:0.03%,Mn:0.14%,P:0.009%,S:0.005%,Ti:0.074%,Als:0.035%,余量为Fe和不可避免杂质。
采用上述技术方案,本发明至少具有如下有益效果:
本发明针对冷轧钢板,通过热轧、冷轧及退火工艺的关键工艺温度控制,使得成品钢板的力学性能满足要求,并且具有良好的成形性能,实现了低能耗生产,便于推广应用。通过本发明的方法,能够在加热温度与现有技术相比较低的情况下实现令人满意的成品钢板力学性能和成形性能,尤其能够实现较低的屈服强度。较低的屈服强度,能够满足用户深拉延复杂成形以及自动化的连续高速冲压的成形模式。具体地,通过本发明,可实现以下令人满意的力学性能:屈服强度为110~120MPa,抗拉强度270~310MPa,伸长率≥46.0%,r90≥2.7,n90≥0.24。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据本发明的方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明实施例进一步详细说明。
需要说明的是,本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量,可见“第一”“第二”仅为了表述的方便,不应理解为对本发明实施例的限定,后续实施例对此不再一一说明。
根据本发明的一方面,提供一种冷轧钢板,其可以包含以下重量百分比的组分:C:≤0.005%,Si:≤0.03%,Mn:0.05~0.18%,P:0.005~0.015%,S:0.007~0.015%,Ti:0.040~0.080%,Als:0.020%~0.070%,余量为Fe和不可避免杂质。
本发明选择化学成分及其范围的原因如下:碳(C)含量范围的选择主要考虑强度、成形性和焊接性能的匹配,如果碳含量低于0.010%,则钢板的强度低,生产过程要脱碳;若高于0.010%,则钢板的成形性和焊接性将降低,同时不利于低强度级别性能控制。在本发明的优选实施例中,碳含量可以小于等于0.005%,碳含量低,钢质纯净度高,有利于提高伸长率。硅:Si能固溶于铁素体和奥氏体中提高钢的强度,其作用仅次于C、P、Si还可以抑制铁素体中碳化物的析出,使固溶C原子充分向奥氏体中富集,从而提高其稳定性。然而,Si含量过高时,Si在加热炉中形成的表面氧化铁皮很难去除,增加了除磷难度。因此,本发明Si含量为低于0.30%。锰(Mn)主要是以固溶强化形式提高强度并且与硫结合成MnS,防止因FeS所造成的热裂纹,Mn含量过高,会影响钢的焊接性能。硫(S)作为残留元素存在,按≤0.018%控制。铝(AL)主要是作为脱氧元素添加的,要实现完全脱氧,其含量要求在0.010%以上,但过高的铝将影响钢的焊接性能及铸坯夹杂物控制,因此,Al含量选择为0.010%~0.070%为宜。微合金Ti加入是为了与C、N元素结合形成Ti(C,N),清除间隙原子,得到纯净的铁素体基体。Ti含量较低,间隙原子不能完全清除,Ti含量过高,会明显提高强度,影响使用性能,严重的会导致冲压零件开裂。因此,Ti含量选择为0.055%~0.080%为宜。
根据本发明的另一方面,提供一种低温卷取高成形性能冷轧钢板的生产方法,如图1所示,其可以包含以下步骤:通过冶炼工艺制得钢水,将钢水连铸成连铸坯;将连铸坯加热至第一预定温度;对加热后的连铸坯依次进行粗轧、热轧和精轧,得到热轧板坯;将热轧板坯进行层流冷却至第二预定温度并且进行卷取,得到热轧板;以及对卷取后的热轧板进行碱洗清洗、冷轧和退火处理,之后进行冷却和光整,其中,第一预定温度为1160℃~1190℃并且第二预定温度为530~570℃。
在本发明的实施例中,按本领域技术人员通常采用的铁水脱硫、转炉冶炼、LF炉Ca处理,RH脱碳等工艺,将钢水成分控制在C:≤0.005%,Si:≤0.03%,Mn:0.05~0.18%,P:0.005~0.015%,S:0.008~0.015%,Ti:0.040~0.080%,Als:0.020%~0.070%,余量为Fe和不可避免杂质这样的范围内,之后连铸成连铸坯。将铸成的连铸坯加热至预定温度。在现有技术中,通常无法利用较低温度进行加热,实现较低温度加热存在技术困难,因为低温加热后经过轧制和冷却,要保证高的卷取温度控制通常很难。因此,现有技术中,该温度通常为1210℃~1250℃,甚至更高。然而,在本发明中,该加热温度可以控制为1160℃~1190℃,优选1180℃,通过降低加热温度,在加热成本降低并节约能耗的同时还能够保证高的卷取温度。在炉时间,即,加热时间可以为200~300min。
接着,对加热后的连铸坯依次进行粗轧、热轧和精轧,从而得到热轧板坯。其中,粗轧可以采用5道次轧制。经过5道次轧制之后,能够将磷(P)全部除去。得到的热轧板坯的厚度在43mm~46mm。热轧在接近Ar3(奥氏体向铁素体转变的温度)的奥氏体区终轧,以保证热轧获得细小的组织。精轧的开轧温度可以为1000℃~1050℃,终轧温度可以为890℃~930℃。精轧后可以以前段冷却的层流冷却方式冷却到预定温度进行卷取。在本发明的一个实施例中,该预定温度可以是530~570℃,优选550℃,该温度范围明显低于现有技术中通常进行层流冷却后的温度范围(通常该范围为730~770℃)。对于现有技术的该温度范围,一方面,会导致热轧组织粗化,导致成品组织不均匀,恶化性能;另一方面,会导致热轧态表面氧化铁皮严重,严重影响成品表面质量。相比之下,本申请比现有技术的该温度范围低,一方面,热轧组织细小均匀;另一方面,成品表面质量优良。得到的热轧板的厚度可以是3~6mm。
在热轧板经碱洗清洗干净后,通过冷轧机进行冷轧,冷轧压下率确定为70%~85%。冷轧后进行退火处理,其中,可使用连续退火炉,并且连续退火炉的机组速度可以为220~320m/min,在均热段中钢板温度可以为780~820℃。在本发明的实施例中,在连续退火炉的缓冷终点、快冷终点、过时效结束的带钢温度可以分别控制在670~700℃、430~450℃和400-430℃。此后,将带钢经过水液槽冷却至室温,最后进行光整。在本发明的实施例中,延伸率可以控制在0.7~1.0%,优选0.85%。
实施例1
通过冶炼工艺,制备钢水。冶炼工艺可以包括铁水脱硫、转炉冶炼、LF炉Ca处理,RH脱碳等工艺。钢水的成分可以为:C:0.0018%,Si:0.003%,Mn:0.12%,P:0.007%,S:0.007%,Ti:0.076%,Als:0.038%,余量为Fe和不可避免杂质,如表1中实施例1所示,之后将钢水连铸成连铸坯。将铸成的连铸坯加热至1186℃。在炉时间可以为260min。接着,对加热后的连铸坯依次进行粗轧、热轧和精轧,从而得到热轧板坯,其厚度为42mm。热轧在接近950℃终轧,以保证热轧获得细小的组织。精轧的开轧温度可以为1024℃,终轧温度可以为919℃。精轧后可以以前段冷却的层流冷却方式冷却到551℃进行卷取,得到的热轧板的厚度可以是5mm。在热轧板经碱洗清洗干净后,通过冷轧机进行冷轧,其中冷轧压下率为76.0%。冷轧后进行退火处理,其中,在均热段中钢板温度(即退火温度)可以为796℃。在连续退火炉的缓冷终点、快冷终点的带钢温度可以分别控制在674℃、450℃。此后,将带钢经过水液槽冷却至室温,最后进行光整,制得冷轧钢板。在本发明的实施例中,延伸率可以控制为0.86%。
实施例2
通过冶炼工艺,制备如表1中所示对应于实施例2的成分的钢水,并且按照与实施例1大体相同的连铸、加热、粗轧、热轧、精轧、层流冷却、卷取、碱洗、冷轧、退火处理、冷却和光整等步骤,制得冷轧钢板。其中的主要工艺参数如表2和3所示。
实施例3
通过冶炼工艺,制备如表1中所示对应于实施例3的成分的钢水,并且按照与实施例1大体相同的连铸、加热、粗轧、热轧、精轧、层流冷却、卷取、碱洗、冷轧、退火处理、冷却和光整等步骤,制得冷轧钢板。其中的主要工艺参数如表2和3所示。
实施例4
通过冶炼工艺,制备如表1中所示对应于实施例4的成分的钢水,并且按照与实施例1大体相同的连铸、加热、粗轧、热轧、精轧、层流冷却、卷取、碱洗、冷轧、退火处理、冷却和光整等步骤,制得冷轧钢板。其中的主要工艺参数如表2和3所示。
比较例1-5
分别通过冶炼工艺,制备如表1中所示对应于比较例1-5的成分的钢水,并且按照与实施例1大体相同的连铸、加热、粗轧、热轧、精轧、层流冷却、卷取、碱洗、冷轧、退火处理、冷却和光整等步骤,制得冷轧钢板。
其中的主要工艺参数如表2和3所示。
编号 | C | Si | Mn | P | S | Als | Ti |
实施例1 | 0.0018 | 0.003 | 0.12 | 0.007 | 0.007 | 0.038 | 0.076 |
实施例2 | 0.0020 | 0.003 | 0.14 | 0.009 | 0.005 | 0.035 | 0.074 |
实施例3 | 0.0009 | 0.03 | 0.05 | 0.007 | 0.007 | 0.038 | 0.040 |
实施例4 | 0.0012 | 0.02 | 0.10 | 0.010 | 0.008 | 0.037 | 0.060 |
对比例1 | 0.0019 | 0.002 | 0.15 | 0.006 | 0.006 | 0.032 | 0.078 |
对比例2 | 0.0017 | 0.004 | 0.13 | 0.007 | 0.006 | 0.036 | 0.075 |
对比例3 | 0.0010 | 0.010 | 0.13 | 0.005 | 0.006 | 0.025 | 0.070 |
对比例4 | 0.008 | 0.01 | 0.18 | 0.015 | 0.015 | 0.052 | 0.080 |
对比例5 | 0.012 | 0.04 | 0.20 | 0.020 | 0.025 | 0.066 | 0.085 |
表1钢板化学成分(wt.%)
表2热轧主要工艺参数
表3退火主要工艺参数
经过上述工艺制备实施例1-4以及对比例1-5所示的冷轧钢板后,分别对它们的力学性能进行检测,结果如表4所示。
表4力学性能
由表4可知,根据本发明的实施例1-4可以得到较低屈服强度、较高伸长率的冷轧钢板,尤其是在相对于现有技术较低的加热温度和卷取温度的情况下获得令人满意的力学性能。因此,本发明可以通过对冷轧钢板的生成工艺进行控温,例如,控制加热温度、卷取温度等来实现满足需要的屈服强度、抗拉强度、伸长率、r90≥2.7和n90,从而得到使用者满意度高的冷轧钢板,以满足使用者对汽车领域或家电领域的钢板的各种定制化需求。
需要特别指出的是,上述各个实施例中的各个组件或步骤均可以相互交叉、替换、增加、删减,因此,这些合理的排列组合变换形成的组合也应当属于本发明的保护范围,并且不应将本发明的保护范围局限在所述实施例之上。
以上是本发明公开的示例性实施例,上述本发明实施例公开的顺序仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。但是应当注意,以上任何实施例的讨论仅为示例性的,并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子,在不背离权利要求限定的范围的前提下,可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外,尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求,但除非明确限制为单数,也可以理解为多个。
所属领域的普通技术人员应当理解:以上任何实施例的讨论仅为示例性的,并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子;在本发明实施例的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化,为了简明它们没有在细节中提供。因此,凡在本发明实施例的精神和原则之内,所做的任何省略、修改、等同替换、改进等,均应包括在本发明实施例的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种低温卷取高成形性能冷轧钢板的生产方法,其特征在于,包含以下步骤:
将钢水连铸成连铸坯;
将所述连铸坯加热至第一预定温度;
对加热后的所述连铸坯依次进行粗轧、热轧和精轧,得到热轧板坯;
将所述热轧板坯进行层流冷却至第二预定温度并且进行卷取,得到热轧板;以及
对所述热轧板进行碱洗清洗、冷轧和退火处理,之后进行冷却和光整,
其中,所述第一预定温度为1160℃~1190℃并且所述第二预定温度为530~570℃。
2.根据权利要求1所述的生产方法,其特征在于,所述钢水的组成成分的重量百分比为:C:≤0.005%,Si:≤0.03%,Mn:0.05~0.18%,P:0.005~0.015%,S:0.007~0.015%,Ti:0.040~0.080%,Als:0.020~0.070%,余量为Fe和不可避免杂质。
3.根据权利要求2所述的生产方法,其特征在于,所述钢水的组成成分的重量百分比为:C:0.0009%,Si:0.03%,Mn:0.05%,P:0.007%,S:0.007%,Ti:0.040%,Als:0.038%,余量为Fe和不可避免杂质。
4.根据权利要求1所述的生产方法,其特征在于,所述第一预定温度为1180℃并且所述第二预定温度为550℃。
5.根据权利要求1所述的生产方法,其特征在于,在所述光整过程中,光整率被控制为0.7~1.0%。
6.根据权利要求5所述的生产方法,其特征在于,在所述光整过程中,光整率被控制为0.85%。
7.根据权利要求1所述的生产方法,其特征在于,所述热轧在接近奥氏体向铁素体转变的温度的奥氏体区进行终轧,以保证通过所述热轧获得细小的组织;所述精轧的开轧温度为1000℃~1050℃,终轧温度为890℃~930℃。
8.根据权利要求1所述的生产方法,其特征在于,经粗轧后的所述热轧板坯的厚度为43mm~46mm,经卷取得到的所述热轧板的厚度为3~6mm。
9.一种冷轧钢板,其特征在于,包含以下重量百分比的组分:C:≤0.005%,Si:≤0.03%,Mn:0.05~0.18%,P:0.005~0.015%,S:0.008~0.015%,Ti:0.040~0.080%,Als:0.020%~0.070%,余量为Fe和不可避免杂质。
10.根据权利要求9所述的冷轧钢板,其特征在于,包含以下重量百分比的组分:C:0.0020%,Si:0.03%,Mn:0.14%,P:0.009%,S:0.005%,Ti:0.074%,Als:0.035%,余量为Fe和不可避免杂质。
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