CN112210725A - 抗拉强度1900MPa级热成形用钢带及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种抗拉强度1900MPa级热成形用钢带及其生产方法,所述钢带化学成分及重量百分含量为:C:0.30~0.40%,Mn:1.25~1.45%,Si:0.20~0.30%,P≤0.02%,S≤0.006%,Als:0.02~0.06%,Cr:0.20~0.30%,Ti:0.03~0.05%,B:0.002~0.003%,N≤0.005%,其余为Fe及不可避免的残余元素。所述生产方法包括铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸、板坯加热、轧制、冷却、卷取工序。本发明不加入Mo、Nb、V元素,通过工艺优化,生产的热轧钢带板型、卷形及表面质量好、性能均匀稳定,经热成型工艺后,抗拉强度≥1900MPa。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域,具体涉及一种抗拉强度1900MPa级热成形用钢带及其生产方法。
背景技术
目前,热冲压成形钢普遍应用于汽车生产制造领域,其优点是高温状态钢的成形性好,可冲压成形复杂的构件,同时消除回弹影响,零件精度高,质量好。随着汽车行业的蓬勃发展,对汽车轻量化和安全性要求的不断提升,对汽车安全构件的要求也越来越高。这就要求钢带在热处理前性能均匀、板型卷形良好,热处理后具有足够的强度,避免加工环节的成材率损失。高强度热成形钢对成分和冶金质量有较高的要求,这就需要解决生产过程中存在的诸多问题,如合金加入种类多且量大导致的成分及温度控制的不稳定,易偏析元素含量高导致的连铸坯偏析严重,热轧板卷通宽及通长性能均匀性较差,卷取之后易扁卷等问题。
发明内容
为解决以上技术问题,本发明提供一种抗拉强度1900MPa级热成形用钢带及其生产方法,本发明采用的技术方案如下:
一种抗拉强度1900MPa级热成形用钢带,其化学成分及重量百分含量为:C:0.30~0.40%,Mn:1.25~1.45%,Si:0.20~0.30%,P≤0.02%,S≤0.006%,Als:0.02~0.06%,Cr:0.20~0.30%,Ti:0.03~0.05%,B:0.002~0.003%,N≤0.005%,其余为Fe及不可避免的残余元素。
一种抗拉强度1900MPa级热成形用钢带的生产方法,其包括铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸、板坯加热、轧制、冷却、卷取工序;所述转炉冶炼、LF精炼和板坯连铸工序,控制中间包钢水中[N]≤50ppm。
本发明所述铁水预处理工序,铁水包喷吹镁粉后,将渣子捞净,铁水表层无渣,入炉铁水中S<0.003%。
本发明所述转炉冶炼工序,终渣碱度为3.0~3.5,控制钢水中S≤0.010%,P≤0.012%,终点温度为1660~1700℃,出钢时间≥3min,采用挡渣机与滑板联合挡渣,下渣厚度≤30mm,出钢1/5时依次加入石灰、硅铁、高碳锰铁、高碳铬铁,出钢2/3前加完合金和造渣材料。
本发明所述LF精炼工序,进站充分造渣、送电升温、合金化调整成分,出站温度为1540~1565℃。
本发明所述板坯连铸工序,钢包到中间包采用长水口加氩气密封保护钢水,中间包钢水过热度20~30℃;中间包采用挡渣墙、挡渣堰,中间包烘烤温度≥1100℃,烘烤时间≥3h,中间包使用无碳镁质耐材,铝碳质吹氩上水口、吹氩塞棒和浸入式水口,使用无碳低硅覆盖剂,结晶器使用专用保护渣,轻压下液芯压下量≥7.0mm,二次冷却采用弱冷却方式,拉速为1.2~1.3m/min,拉矫温度≥900℃。
本发明所述轧制工序,精轧进口温度1000~1100℃,终轧温度830~900℃。
本发明所述卷取工序,卷取张力为38~45N/mm2;卷取完成后钢卷在卷取机芯轴停留30~120s,卸卷前重复定尾操作1~3次。
将上述热轧钢带沿宽度、长度方向取标准拉伸试样、硬度试样,进行性能测试,对比试验结果,抗拉强度偏差≤60MPa,屈服强度偏差≤60MPa,力学性能均匀性良好。可见,本发明热轧钢带在纵剪分条后性能均匀性良好。
将本发明所述热成形用钢带加工成标准拉伸试样,进行热处理,具体步骤为:加热到830~930℃,保温3~20min进行奥氏体化,然后水淬到室温,随后回火处理,回火温度120~180℃,保温时间10~30min。
对上述热处理后的试样进行性能测试,淬火后其抗拉强度为1900~2100MPa,组织为全马氏体。可见,本发明的钢带经热成型工艺后,能够获得≥1900MPa的超高强度。
本发明通过对合金元素的优化,无需加入成本较高的Mo、Nb、V元素,并且降低Si、Al的加入量,保证钢材具有良好的淬透性,热处理后依然可以获得足够的抗拉强度。同时通过对炼钢、轧钢过程的工艺优化,解决了铸坯元素偏析严重、夹杂物控制能力不足、扁卷等技术难题,获得了具有良好力学性能均匀性的热成形钢。生产的热轧钢带板型、卷形及表面质量好、组织性能均匀性稳定,对实现汽车轻量化与安全性具有重要意义。
附图说明
图1为本发明实施例1钢带的热轧卷形。
图2为本发明实施例1钢带的热轧组织。
图3为本发明实施例1钢带淬火后的组织。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细的说明。
实施例1-9
本发明抗拉强度1900MPa级热成形用钢带的化学成分及重量百分含量为:C:0.30~0.40%,Mn:1.25~1.45%,Si:0.20~0.30%,P≤0.02%,S≤0.006%,Als:0.02~0.06%,Cr:0.20~0.30%,Ti:0.03~0.05%,B:0.002~0.003%,N≤0.005%,其余为Fe及不可避免的残余元素。
本发明抗拉强度1900MPa级热成形用钢带的生产方法,包括铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸、板坯加热、轧制、冷却、卷取工序;所述转炉冶炼、LF精炼和板坯连铸工序,控制中间包钢水中[N]≤50ppm。各工序步骤如下所述:
(1)铁水预处理工序:铁水包喷吹镁粉后,将渣子捞净,铁水表层无渣,入炉铁水中S<0.003%。
(2)转炉冶炼工序:终渣碱度为3.0~3.5,控制钢水中S≤0.010%,P≤0.012%,终点温度为1660~1700℃,出钢时间≥3min,采用挡渣机与滑板联合挡渣,下渣厚度≤30mm,出钢1/5时依次加入石灰、硅铁、高碳锰铁、高碳铬铁,出钢2/3前加完合金和造渣材料。
(3)LF精炼工序:进站充分造渣、送电升温、合金化调整成分,出站温度为1540~1565℃。
(4)板坯连铸工序:钢包到中间包采用长水口加氩气密封保护钢水,中间包钢水过热度20~30℃;中间包采用挡渣墙、挡渣堰,中间包烘烤温度≥1100℃,烘烤时间≥3h,中间包使用无碳镁质耐材,铝碳质吹氩上水口、吹氩塞棒和浸入式水口,使用无碳低硅覆盖剂,结晶器使用专用保护渣,轻压下液芯压下量≥7.0mm,二次冷却采用弱冷却方式,拉速为1.2~1.3m/min,拉矫温度≥900℃。
(5)轧制工序:精轧进口温度1000~1100℃,终轧温度830~900℃。
(6)卷取工序:卷取张力为38~45N/mm2;卷取完成后钢卷在卷取机芯轴停留30~120s,卸卷前重复定尾操作1~3次。
将上述热成形用钢带加工成标准拉伸试样,进行热处理,具体步骤为:加热到830~930℃,保温3~20min进行奥氏体化,然后水淬到室温,随后回火处理,回火温度120~180℃,保温时间10~30min。
对上述热处理后的试样进行性能测试,淬火后其抗拉强度为1900~2100MPa,组织为全马氏体。可见,本发明的钢板经热成型工艺后,能够获得≥1900MPa的超高强度。
实施例1-9热成形用钢带的化学成分及质量百分含量见表1,各工序控制参数见表2-4,淬火前后性能检测情况分别见表5和表6。
本发明实施例1热成形用钢带的卷形如图1,由图1可知卷形良好,无扁卷现象。本发明实施例1热成形用钢带的热轧组织见图2,由图2可知,热轧钢带的组织为铁素体+珠光体;其淬火后的组织见图3,由图3可知,其组织为马氏体,且马氏体组织尺寸细小。
表1.各实施例热成形钢的化学成分及质量百分含量(%)
表1中,余量为Fe和不可避免的杂质。
表2.各实施例转炉冶炼、LF精炼工序控制参数
表3.各实施例板坯连铸工序控制参数
表4.各实施例轧制、卷取工序控制参数
表5.各实施例热成形钢带状组织及性能检测
表6.各实施例热成形钢淬火工艺及淬火后性能检测情况
Claims (9)
1.一种抗拉强度1900MPa级热成形用钢带,其特征在于,所述钢带化学成分及重量百分含量为:C:0.30~0.40%,Mn:1.25~1.45%,Si:0.20~0.30%,P≤0.02%,S≤0.006%,Als:0.02~0.06%,Cr:0.20~0.30%,Ti:0.03~0.05%,B:0.002~0.003%,N≤0.005%,其余为Fe及不可避免的残余元素。
2.根据权利要求1所述的抗拉强度1900MPa级热成形用钢带,其特征在于,所述钢带加工成标准拉伸试样,经淬火热处理后,其抗拉强度为1900~2100MPa,组织为全马氏体。
3.根据权利要求1或2所述的抗拉强度1900MPa级热成形用钢带的生产方法,其特征在于,其包括铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸、板坯加热、轧制、冷却、卷取工序;所述转炉冶炼、LF精炼和板坯连铸工序,控制中间包钢水中[N]≤50ppm。
4.根据权利要求3所述的抗拉强度1900MPa级热成形用钢带的生产方法,其特征在于,所述铁水预处理工序,铁水包喷吹镁粉后,将渣子捞净,铁水表层无渣,入炉铁水中S<0.003%。
5.根据权利要求4所述的抗拉强度1900MPa级热成形用钢带的方法,其特征在于,所述转炉冶炼工序,终渣碱度为3.0~3.5,控制钢水中S≤0.010%,P≤0.012%,终点温度为1660~1700℃,出钢时间≥3min,采用挡渣机与滑板联合挡渣,下渣厚度≤30mm,出钢1/5时依次加入石灰、硅铁、高碳锰铁、高碳铬铁,出钢2/3前加完合金和造渣材料。
6.根据权利要求5所述的抗拉强度1900MPa级热成形用钢带的生产方法,其特征在于,所述LF精炼工序,出站温度为1540~1565℃。
7.根据权利要求6所述的抗拉强度1900MPa级热成形用钢带的方法,其特征在于,所述板坯连铸工序,钢包到中间包采用长水口加氩气密封保护钢水,中间包钢水过热度20~30℃;中间包采用挡渣墙、挡渣堰,中间包烘烤温度≥1100℃,烘烤时间≥3h,中间包使用无碳镁质耐材,铝碳质吹氩上水口、吹氩塞棒和浸入式水口,使用无碳低硅覆盖剂,结晶器使用专用保护渣,轻压下液芯压下量≥7.0mm,二次冷却采用弱冷却方式,拉速为1.2~1.3m/min,拉矫温度≥900℃。
8.根据权利要求3-7任一项所述的抗拉强度1900MPa级热成形用钢带的生产方法,其特征在于,所述轧制工序,精轧进口温度1000~1100℃,终轧温度830~900℃。
9.根据权利要求3-7任一项所述的抗拉强度1900MPa级热成形用钢带的生产方法,其特征在于,所述卷取工序,卷取张力为38~45N/mm2;卷取完成后钢卷在卷取机芯轴停留30~120s,卸卷前重复定尾操作1~3次。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210112 |
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