CN112934959B - 一种优化冷轧基板屈服强度的轧制工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及轧制工艺技术领域，尤其涉及一种优化冷轧基板屈服强度的轧制工艺，该冷轧基板，按质量百分比计，成分配比为：C：0.041～0.046％，Si≤0.02％，Mn：0.15～0.25％，Al：0.025～0.04％，P≤0.02％，S≤0.02％，余量为Fe及其他不可避免的杂质，本发明提出的优化冷轧基板屈服强度的轧制工艺，整个工艺流程简单易实施，消耗的能源较少，所获得的冷轧基板，屈服强度≤255.5MPa，抗压强度≥364.2MPa，延伸率为46.3％以上，降低了屈强比，提高了冷轧基板的适用范围。
Description
技术领域
本发明涉及轧制工艺技术领域，尤其涉及一种优化冷轧基板屈服强度的轧制工艺。
背景技术
SPHC钢是一种常见的热轧低碳钢，现有的SPHC钢的屈服强度为290MPa左右，抗拉强度365Mpa左右，屈强比0.78，为改善冷轧料的性能，降低SPHC钢种冷轧基板的屈服强度，同时降低SPHC钢种冷轧基板的屈强比，我们提出了一种优化冷轧基板屈服强度的轧制工艺用于解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种优化冷轧基板屈服强度的轧制工艺。
一种优化冷轧基板屈服强度的轧制工艺，该冷轧基板，按质量百分比计，成分配比为：C：0.041～0.046％，Si≤0.02％，Mn：0.15～0.25％，Al：0.025～0.04％，P≤0.02％，S≤0.02％，余量为Fe及其他不可避免的杂质；
该冷轧基板的轧制工艺，包括以下工序：
轧制，将冷轧基板加热至1165～1190℃，终轧温度 880～920 ℃；
轧后两段式缓慢冷却处理，第一段冷却工艺参数为：冷轧基板由880～920℃冷却至835～855℃，冷却速度为2～5℃/s；第二段冷却工艺参数：冷轧基板由835～855℃冷却至610～650℃，冷却速度为12～17℃/s；
对冷轧基板进行两段式缓慢冷却时，第一段缓慢冷却的操作方式为：通过氮气对冷轧基板进行吹扫，并在冷轧基板上喷洒膨胀石墨，第二段缓慢冷却的操作方式采用层流冷却设备对冷轧基板进行冷却；其中膨胀石墨的用量为0.5～1.8g/m2，氮气的流量为3～5m3/min，冷却水温度控制在36～45℃。
优选的，第一段缓慢冷却的操作中，氮气的压力为0.01～0.03MPa。
优选的，第一段缓慢冷却的操作中，通过少量的氧气与氮气进行混合，其中氧气与氮气的体积比为（0.03～0.06）：1。
优选的，该轧制工艺制备得到的冷轧基板，屈服强度≤255.5MPa，抗压强度≥364.2MPa，延伸率为46.3%以上。
优选的，该轧制工艺制备得到的冷轧基板，冷轧基板组织为块状铁素体，组织均匀。
优选的，所述铁素体晶粒的粒度控制在8.5～9.5级。
优选的，第一段缓慢冷却的操作中，膨胀石墨的细度为200～400目。
优选的，第二段缓慢冷却的操作中，通过喷头喷出的高压水流将冷轧基板上的膨胀石墨以及鳞片除去。
本发明的有益效果是：
1、本发明提出的优化冷轧基板屈服强度的轧制工艺，整个工艺流程简单易实施，消耗的能源较少，所获得的冷轧基板，屈服强度≤255.5MPa，抗压强度≥364.2MPa，延伸率为46.3%以上，降低了屈强比，提高了冷轧基板的适用范围。
2、本发明中，在第一段缓慢冷却的操作中，在氮气氛围下进行，并在冷轧基板上喷洒膨胀石墨，膨胀石墨在高温下迅速膨胀，在冷轧基板上形成一层保护层，使得冷轧基板上在高温区弛豫时间变长，释放出的形变储存能变多，相变驱动力变小，从而降低铁素体的形核率，使得铁素体晶粒尺寸变大，有效的降低冷轧基板的屈服强度。
3、本发明中，在第一段缓慢冷却的操作中，通过少量的氧气与氮气进行混合，从而使得膨胀石墨能够发生缓慢的氧化，放出一定的热量，延缓冷轧基板表面温度降温速率，使得冷轧基板内部温度与冷轧基板表面温度的温差小，进一步的保证产品的质量。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例1中，一种优化冷轧基板屈服强度的轧制工艺，该冷轧基板，按质量百分比计，成分配比为：C：0.041～0.046％，Si≤0.02％，Mn：0.15～0.25％，Al：0.025～0.04％，P≤0.02％，S≤0.02％，余量为Fe及其他不可避免的杂质；
该冷轧基板的轧制工艺，包括以下工序：
轧制，将冷轧基板加热至1165℃，终轧温度 880℃；
轧后两段式缓慢冷却处理，第一段冷却工艺参数为：冷轧基板由880℃冷却至835℃，冷却速度为2℃/s；第二段冷却工艺参数：冷轧基板由835℃冷却至610℃，冷却速度为12℃/s；
对冷轧基板进行两段式缓慢冷却时，第一段缓慢冷却的操作方式为：通过氮气对冷轧基板进行吹扫，并在冷轧基板上喷洒膨胀石墨，第二段缓慢冷却的操作方式采用层流冷却设备对冷轧基板进行冷却；其中膨胀石墨的用量为0.5g/m2，氮气的流量为3m3/min，冷却水温度控制在36℃。
进一步的，第一段缓慢冷却的操作中，氮气的压力为0.01MPa。
进一步的，第一段缓慢冷却的操作中，通过少量的氧气与氮气进行混合，其中氧气与氮气的体积比为0.03：1。
进一步的，该轧制工艺制备得到的冷轧基板，屈服强度≤255.5MPa，抗压强度≥364.2MPa，延伸率为46.3%以上。
进一步的，该轧制工艺制备得到的冷轧基板，冷轧基板组织为块状铁素体，组织均匀。
进一步的，所述铁素体晶粒的粒度控制在8.5～9.5级。
进一步的，第一段缓慢冷却的操作中，膨胀石墨的细度为200目。
进一步的，第二段缓慢冷却的操作中，通过喷头喷出的高压水流将冷轧基板上的膨胀石墨以及鳞片除去。
实施例2中，一种优化冷轧基板屈服强度的轧制工艺，该冷轧基板，按质量百分比计，成分配比为：C：0.041～0.046％，Si≤0.02％，Mn：0.15～0.25％，Al：0.025～0.04％，P≤0.02％，S≤0.02％，余量为Fe及其他不可避免的杂质；
该冷轧基板的轧制工艺，包括以下工序：
轧制，将冷轧基板加热至1190℃，终轧温度 920 ℃；
轧后两段式缓慢冷却处理，第一段冷却工艺参数为：冷轧基板由920℃冷却至855℃，冷却速度为5℃/s；第二段冷却工艺参数：冷轧基板由855℃冷却至650℃，冷却速度为17℃/s；
对冷轧基板进行两段式缓慢冷却时，第一段缓慢冷却的操作方式为：通过氮气对冷轧基板进行吹扫，并在冷轧基板上喷洒膨胀石墨，第二段缓慢冷却的操作方式采用层流冷却设备对冷轧基板进行冷却；其中膨胀石墨的用量为1.8g/m2，氮气的流量为5m3/min，冷却水温度控制在45℃。
进一步的，第一段缓慢冷却的操作中，氮气的压力为0.03MPa。
进一步的，第一段缓慢冷却的操作中，通过少量的氧气与氮气进行混合，其中氧气与氮气的体积比为0.06：1。
进一步的，该轧制工艺制备得到的冷轧基板，屈服强度≤255.5MPa，抗压强度≥364.2MPa，延伸率为46.3%以上。
进一步的，该轧制工艺制备得到的冷轧基板，冷轧基板组织为块状铁素体，组织均匀。
进一步的，所述铁素体晶粒的粒度控制在8.5～9.5级。
进一步的，第一段缓慢冷却的操作中，膨胀石墨的细度为400目。
进一步的，第二段缓慢冷却的操作中，通过喷头喷出的高压水流将冷轧基板上的膨胀石墨以及鳞片除去。
实施例3中，一种优化冷轧基板屈服强度的轧制工艺，该冷轧基板，按质量百分比计，成分配比为：C：0.041～0.046％，Si≤0.02％，Mn：0.15～0.25％，Al：0.025～0.04％，P≤0.02％，S≤0.02％，余量为Fe及其他不可避免的杂质；
该冷轧基板的轧制工艺，包括以下工序：
轧制，将冷轧基板加热至1180℃，终轧温度900 ℃；
轧后两段式缓慢冷却处理，第一段冷却工艺参数为：冷轧基板由900℃冷却至845℃，冷却速度为3℃/s；第二段冷却工艺参数：冷轧基板由845℃冷却至640℃，冷却速度为15℃/s；
对冷轧基板进行两段式缓慢冷却时，第一段缓慢冷却的操作方式为：通过氮气对冷轧基板进行吹扫，并在冷轧基板上喷洒膨胀石墨，第二段缓慢冷却的操作方式采用层流冷却设备对冷轧基板进行冷却；其中膨胀石墨的用量为1.2g/m2，氮气的流量为4m3/min，冷却水温度控制在41℃。
进一步的，第一段缓慢冷却的操作中，氮气的压力为0.02MPa。
进一步的，第一段缓慢冷却的操作中，通过少量的氧气与氮气进行混合，其中氧气与氮气的体积比为0.05：1。
进一步的，该轧制工艺制备得到的冷轧基板，屈服强度≤255.5MPa，抗压强度≥364.2MPa，延伸率为46.3%以上。
进一步的，该轧制工艺制备得到的冷轧基板，冷轧基板组织为块状铁素体，组织均匀。
进一步的，所述铁素体晶粒的粒度控制在8.5～9.5级。
进一步的，第一段缓慢冷却的操作中，膨胀石墨的细度为300目。
进一步的，第二段缓慢冷却的操作中，通过喷头喷出的高压水流将冷轧基板上的膨胀石墨以及鳞片除去。
对比例1中，一种优化冷轧基板屈服强度的轧制工艺，该冷轧基板，按质量百分比计，成分配比为：C：0.041～0.046％，Si≤0.02％，Mn：0.15～0.25％，Al：0.025～0.04％，P≤0.02％，S≤0.02％，余量为Fe及其他不可避免的杂质；
该冷轧基板的轧制工艺，包括以下工序：
轧制，将冷轧基板加热至1180℃，终轧温度900 ℃；
轧后两段式缓慢冷却处理，第一段冷却工艺参数为：冷轧基板由900℃冷却至845℃，冷却速度为3℃/s；第二段冷却工艺参数：冷轧基板由845℃冷却至640℃，冷却速度为15℃/s；
对冷轧基板进行两段式缓慢冷却时，第一段缓慢冷却的操作方式为：通过氮气对冷轧基板进行吹扫，第二段缓慢冷却的操作方式采用层流冷却设备对冷轧基板进行冷却；氮气的流量为4m3/min，冷却水温度控制在41℃。
进一步的，第一段缓慢冷却的操作中，氮气的压力为0.02MPa。
进一步的，第一段缓慢冷却的操作中，通过少量的氧气与氮气进行混合，其中氧气与氮气的体积比为0.05：1。
进一步的，该轧制工艺制备得到的冷轧基板，屈服强度≤255.5MPa，抗压强度≥364.2MPa，延伸率为46.3%以上。
进一步的，该轧制工艺制备得到的冷轧基板，冷轧基板组织为块状铁素体，组织均匀。
进一步的，所述铁素体晶粒的粒度控制在8.5～9.5级。
进一步的，第二段缓慢冷却的操作中，通过喷头喷出的高压水流将冷轧基板上的鳞片除去。
对比例2中，一种优化冷轧基板屈服强度的轧制工艺，该冷轧基板，按质量百分比计，成分配比为：C：0.041～0.046％，Si≤0.02％，Mn：0.15～0.25％，Al：0.025～0.04％，P≤0.02％，S≤0.02％，余量为Fe及其他不可避免的杂质；
该冷轧基板的轧制工艺，包括以下工序：
轧制，将冷轧基板加热至1180℃，终轧温度900 ℃；
轧后两段式缓慢冷却处理，第一段冷却工艺参数为：冷轧基板由900℃冷却至845℃，冷却速度为3℃/s；第二段冷却工艺参数：冷轧基板由845℃冷却至640℃，冷却速度为15℃/s；
对冷轧基板进行两段式缓慢冷却时，第一段缓慢冷却的操作方式为：通过氮气对冷轧基板进行吹扫，并在冷轧基板上喷洒膨胀石墨，第二段缓慢冷却的操作方式采用层流冷却设备对冷轧基板进行冷却；其中膨胀石墨的用量为1.2g/m2，氮气的流量为4m3/min，冷却水温度控制在41℃。
进一步的，第一段缓慢冷却的操作中，氮气的压力为0.02MPa。
进一步的，该轧制工艺制备得到的冷轧基板，屈服强度≤255.5MPa，抗压强度≥364.2MPa，延伸率为46.3%以上。
进一步的，该轧制工艺制备得到的冷轧基板，冷轧基板组织为块状铁素体，组织均匀。
进一步的，所述铁素体晶粒的粒度控制在8.5～9.5级。
进一步的，第一段缓慢冷却的操作中，膨胀石墨的细度为300目。
进一步的，第二段缓慢冷却的操作中，通过喷头喷出的高压水流将冷轧基板上的膨胀石墨以及鳞片除去。
下面对实施例1-3以及对比例1-2所获得钢板进行如下性能的测试。
屈服强度：按照GB/T228.1-2010《金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法》测定钢板的屈服强度；
抗拉强度：按照GB/T228.1-2010《金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法》测定钢板的抗拉强度；
延伸率：按照GB/T228.1-2010《金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法》测定钢板的延伸率；
根据屈服强度和抗拉强度的数值计算屈强比；
测试结果见表1。
表1
从表1中可以看出，实施例1-3中钢板的屈服强度明显的降低，屈强比也达到了70%左右，有了明显的优化效果，对比例1中，第一段缓慢冷却的操作时，未在冷轧基板上喷洒膨胀石墨，导致冷轧基板上在高温区弛豫时间短，最终导致铁素体晶粒尺寸小，钢板的屈服强度高，其屈强比以达到了79.2，高出了实施例1-3约9个百分点，对比例2中，第一段缓慢冷却的操作时，未在氮气中混入氧气，导致钢板冷却过程中，膨胀石墨未被局部氧化，导致温度不够均匀，使得其屈服强度略高于实施例1-3，对于对比例1-2中，其抗拉强度相对于实施例1-3也有小幅度的下降。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种优化冷轧基板屈服强度的轧制工艺，其特征在于：该冷轧基板，按质量百分比计，成分配比为：C：0.041～0.046％，Si≤0.02％，Mn：0.15～0.25％，Al：0.025～0.04％，P≤0.02％，S≤0.02％，余量为Fe及其他不可避免的杂质；
该冷轧基板的轧制工艺，包括以下工序：
轧制，将冷轧基板加热至1165～1190℃，终轧温度 880～920 ℃；
轧后两段式缓慢冷却处理，第一段冷却工艺参数为：冷轧基板由880～920℃冷却至835～855℃，冷却速度为2～5℃/s；第二段冷却工艺参数：冷轧基板由835～855℃冷却至610～650℃，冷却速度为12～17℃/s；
对冷轧基板进行两段式缓慢冷却时，第一段缓慢冷却的操作方式为：通过少量的氧气与氮气进行混合，通过氮气和氧气对冷轧基板进行吹扫，其中氧气与氮气的体积比为（0.03～0.06）：1，并在冷轧基板上喷洒膨胀石墨，第二段缓慢冷却的操作方式采用层流冷却设备对冷轧基板进行冷却；其中膨胀石墨的用量为0.5～1.8g/m2。
2.根据权利要求1所述的一种优化冷轧基板屈服强度的轧制工艺，其特征在于，该轧制工艺制备得到的冷轧基板，屈服强度≤255.5MPa，抗压强度≥364.2MPa，延伸率为46.3%以上。
3.根据权利要求1所述的一种优化冷轧基板屈服强度的轧制工艺，其特征在于，该轧制工艺制备得到的冷轧基板，冷轧基板组织为块状铁素体，组织均匀。
4.根据权利要求3所述的一种优化冷轧基板屈服强度的轧制工艺，其特征在于，所述铁素体晶粒的粒度控制在8.5～9.5级。
5.根据权利要求1所述的一种优化冷轧基板屈服强度的轧制工艺，其特征在于，第一段缓慢冷却的操作中，膨胀石墨的细度为200～400目。
6.根据权利要求1所述的一种优化冷轧基板屈服强度的轧制工艺，其特征在于，第二段缓慢冷却的操作中，通过喷头喷出的高压水流将冷轧基板上的膨胀石墨以及鳞片除去。
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