CN114164331A - 一种消除高强钢内应力的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种消除高强钢内应力的方法，包括：1)高强钢的屈服强度及抗拉强度与标准强度的差值为±30～50MPa；2)加大中间坯厚度，压缩比控制在5.0～10.0，整卷温度控制的均匀性；3)采用矫直力≥500kN的开平矫直机组，进行一次以上粗矫和精矫反复弯曲矫直，消除原始曲率，均匀化带钢表面残余应力，镰刀弯绝对值不大于3mm。本发明的优点是：能够在保证强度的同时，提高高强钢表面质量，消除内应力，减少由残余应力造成的镰刀弯缺陷，解决高强钢成形性差、焊接不良的问题。
Description
技术领域
本发明属于高强钢生产领域，尤其涉及一种消除高强钢内应力的方法。
背景技术
高强钢主要作为汽车大梁钢、耐候钢、车轮钢和工程机械用钢等领域，要求在保证高强度的同时，还要具有良好的板形，对纵切后侧弯有较高的要求等。一般说来，抗拉强度大于等于500MPa的钢材称为高强钢。
残余应力是指无任何工作载荷作用下，存在于构件内部且在整个构件内部保持平衡的应力。残余应力的存在将影响板料的成形性能和产品质量，残余应力的松弛还影响板料尺寸的稳定性。当裁剪钢板时，由于金属板件内的残余应力得到释放，导致金属板件出现变形。
随着汽车工业、运输行业的发展，为提高汽车的承载能力，延长汽车使用寿命和节能、节材以及安全行驶等要求，用高强钢板生产汽车车架大梁、汽车车轮、吊臂梁和集装箱等，实现汽车、集装箱减重，已成为发展趋势。经过实地测量，汽车大梁钢厚度分别减少0.05mm、0.10mm、0.15mm，车身就能减重6％、12％、18％，而提高钢板强度是减少板厚的重要途经。车辆每减重10％，燃油消耗量可降低6％～8％。因此在保证汽车整体强度和使用可靠性的前提下，车辆本身的减量化，能有效地降低车辆的油耗，提高车辆的续航能力；对载货车辆来说，减轻自重还可提高有效载重量，从而提高运输效率，降低运输成本，但高强钢的开发，遇到的关键问题就是如何消除残余应力。
高强钢横切钢板在轧制方向上存在翘曲主要原因是热连轧带钢沿长度方向上曲率分布不均，带钢局部上表面的拉应力和下表面压应力没有得到很好的去除，导致局部曲率较大，翘曲现象严重。研究表明：翘曲程度随钢板的强度和原始曲率而变化，强度越高、原始曲率越大，则翘曲程度越严重。
由于热连轧带钢生产的特征使钢板内部及上下表面残留着局部的残余应力，如果这种残余应力沿带钢宽度方向是呈不均匀分布的，这种不平衡的残余应力将会对钢板截面产生一个力矩，这样使钢板在分切后产生侧弯。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种消除高强钢内应力的方法，减小残余应力，减轻由残余应力造成的镰刀弯缺陷。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种消除高强钢内应力的方法，包括：
1)高强钢的屈服强度及抗拉强度与标准强度的差值为±30～50MPa；
2)加大中间坯厚度，压缩比控制在5.0～10.0，整卷温度控制的均匀性；
3)采用矫直力≥500kN的开平矫直机组，进行一次以上粗矫和精矫反复弯曲矫直，消除原始曲率，均匀化带钢表面残余应力，镰刀弯绝对值不大于3mm。
所述的整卷温度控制的均匀性的操作方法：采用保温坑、围冷工艺，包括：
1)将保温坑预热到200～300℃，将钢卷吊入坑中，经保温48小时以上后冷却后吊出；
2)以卷温≥500℃的热卷作为挡墙，将轧出的钢卷坐入挡墙内，经保温60小时以上后缓慢冷却后吊出。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明方法能够在保证强度的同时，提高高强钢表面质量，消除内应力，减少由残余应力造成的镰刀弯缺陷，解决高强钢成形性差、焊接不良的问题。
具体实施方式
下面对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。
高强钢的生产工艺：铁水预处理→顶底复吹转炉冶炼→LF精炼→连铸→加热→2300mm热连轧→控制残余应力→控制冷却→卷取→发货→开平→强力矫直机→下料→成形。消除高强钢内应力的方法，包括：
1)控制加热炉炉膛温度，如：在轧制2.5mm的高强钢时，保证加热炉炉膛温度在1260℃～1300℃，以保证高强钢出炉温度达到目标要求。控制加热炉炉内气氛为还原性或中性加热气氛，以减少选择性氧化，调整空燃比，控制在0.95～1.10，另外，保证加热温度均匀，为保证板形质量、消除镰刀弯缺陷提供基础。
2)高强钢的屈服强度及抗拉强度与标准强度的差值为±30～50MPa；
3)加大中间坯厚度，压缩比控制在5.0～10.0，整卷温度控制的均匀性；如：在轧制2.5mm的高强钢时，中间坯厚度为40mm，保证整卷温度控制的均匀性；在轧制2.5mm高强钢后，采用远离库门，围冷工艺，使其缓慢冷却，消除残余应力。
整卷温度控制的均匀性的操作方法：采用保温坑、围冷工艺，具体包括：
a)将保温坑预热到200～300℃，将钢卷吊入坑中，经保温48小时以上后冷却后吊出；
b)以卷温≥500℃的热卷作为挡墙，将轧出的钢卷坐入挡墙内，经保温60小时以上后缓慢冷却后吊出。
4)用矫直力≥500kN的开平矫直机组，进行一次以上粗矫和精矫弯曲矫直，消除原始曲率，均匀化带钢表面残余应力，镰刀弯绝对值不大于3mm。
荒轧选择合理的控制模式；做好精轧模型的负荷分配，保证轧制稳定性；保证终轧、卷取温度的精确控制；根据带钢表面的实际情况，选择性的投入F1、F2机后小除鳞；优化调整机架间冷却水量的控制。
具体做法是：荒轧机组采用带预冲水的高压水除鳞箱，上除鳞集管高度可液压调整，每组除鳞集管的流量为301m3/h，除鳞压力为21MPa；对于高强钢薄规格产品，精轧机组的压下率分配执行：20％→20％→15％→15％→10％→12％→8％的原则，以保证轧制过程稳定、顺行；高强钢薄规格产品的终轧温度要保证在设定值±15℃、卷取温度±15℃范围，保证终轧、卷取温度的准确控制；对于表面有严格要求的高强钢产品，投入F1、F2机后小除鳞，进一步去除钢板表面的氧化铁皮；另外，通过加大机架间冷却水量，从80m3/h增加到120m3/h，冷却水压力1MPa，可以消除部分内应力。
Claims (2)
1.一种消除高强钢内应力的方法，其特征在于，包括：
1)高强钢的屈服强度及抗拉强度与标准强度的差值为±30～50MPa；
2)加大中间坯厚度，压缩比控制在5.0～10.0，整卷温度控制的均匀性；
3)采用矫直力≥500kN的开平矫直机组，进行一次以上粗矫和精矫反复弯曲矫直，消除原始曲率，均匀化带钢表面残余应力，镰刀弯绝对值不大于3mm。
2.根据权利要求1所述的一种消除高强钢内应力的方法，其特征在于，所述的整卷温度控制的均匀性的操作方法：采用保温坑、围冷工艺，包括：
1)将保温坑预热到200～300℃，将钢卷吊入坑中，经保温48小时以上后冷却后吊出；
2)以卷温≥500℃的热卷作为挡墙，将轧出的钢卷坐入挡墙内，经保温60小时以上后缓慢冷却后吊出。
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