CN114350911A

CN114350911A - 一种热轧700MPa级复相高强耐候钢制备方法

Info

Publication number: CN114350911A
Application number: CN202111639068.0A
Authority: CN
Inventors: 鲍振振; 薛洪涛; 刘启森; 邵华; 王旭生
Original assignee: Rizhao Steel Holding Group Co Ltd
Current assignee: Rizhao Steel Holding Group Co Ltd
Priority date: 2021-12-29
Filing date: 2021-12-29
Publication date: 2022-04-15
Anticipated expiration: 2041-12-29
Also published as: CN114350911B

Abstract

本发明公开了一种热轧700MPa级复相高强耐候钢制备方法，属于热轧钢生产领域，所述高强耐候钢的化学成分，以重量百分比计，包含有：0.06％≤C≤0.09％，0.25％≤Si≤0.40％，1.45％≤Mn≤1.60％，P≤0.020％，S≤0.010％，0.01％≤Al≤0.05％，0.0030％≤N≤0.0060％，0.1％≤Ti≤0.2％，0.04％≤Nb≤0.05％，0.3％≤Cr≤0.5％，0.04％≤Ni≤0.20％，0.25％≤Cu≤0.40％，其余为Fe与不可避免的杂质；其生产方法包括：冶炼、板坯加热、热轧、轧后冷却、卷取和离线冷却。本发明可以有效降低屈服强度和屈强比。

Description

一种热轧700MPa级复相高强耐候钢制备方法

技术领域

本发明涉及一种热轧钢生产方法，特别是一种适用于生产热轧700MPa级复相高强耐候钢的方法。

背景技术

热轧700MPa级高强耐候钢主要应用于集装箱结构件，主要生产流程为炼钢→精炼→连铸→加热→粗轧→精轧→层流冷却→卷取→性能检验；主要加工流程为开平定尺→除锈→下料→成形→拼装焊接。

热轧700MPa级高强耐候钢一般采用铁素体+贝氏体组织、钛-铌复合合金化，以及一定的铬、镍、铜实现防腐效果，虽然总体生产工艺一样，但每个工厂都有自己的独特工艺配方，生产出来的热轧700MPa级高强耐候钢的产品力学性能和使用性能存在较大的差异。

700MPa级高强耐候钢强度高，冷加工过程中回弹较大，主要体现在屈服强度高、屈强比高，目前现有技术屈强比为0.92左右：首钢高强耐候钢屈服强度平均746MPa，抗拉强度平均805MPa，屈强比0.92，因此在集装箱零件制作过程中容易出现成形回弹较大、折弯开裂等问题。

解决屈服强度和屈强比的问题，能有效提升高强耐候钢成形性。为此业内各企业针对该种缺陷进行了技术攻关，如马鞍山钢铁股份有限公司公开了《一种抗拉强度850MPa级热轧复相钢及其生产方法》(CN202011040903.4)，其化学成分及质量百分比为：C：0.06％～0.10％、Mn：1.80％～2.50％、Al：0.10％～0.80％、P≤0.020％、S≤0.008％、Nb：0.010％～0.065％、Ti：0.010％～0.050％，Cr：0.10％～0.40％，Mo：0.10％～0.40％，其余为Fe和不可避免杂质。其屈服强度700～781MPa、抗拉强度850～910MPa、屈强比在0.82以上，延伸率在15％以上。该方案将屈强比控制到了0.82以上，但是由于其采用高Mn高Al设计，需要采用专用保护渣、LF+RH双工位精炼等技术措施，会造成成本增加，另外添加了Mo，造成吨钢成本增加≥300元。因此该方案是一种不经济的方案。

又如湖南华菱涟源钢铁有限公司公开了《一种800MPa级高扩孔率的热轧复相钢及制备》(CN202010693161.9)，其以质量百分数计组成元素包括C：0.05％～0.07％，Si：0.45％～0.65％，Mn：1.58％～1.8％，Al：0.03％～0.05％，Nb：0.02％～0.04％，V：0.15％～0.18％，Cr：0.35％～0.37％，S≤0.003％，P≤0.012％，N≤0.0035％，其余为Fe和不可避免的杂质元素。但该设计添加了大量的V，因V造成吨钢合金成本增加≥500元，不利于市场竞争。

现有的Ti-Cr-Ni虽然从经济角度由于使用Ti-Cr-Mo或者V-Cr-Nb体系，但是，无法克服屈服强度高、屈强比高、成形回弹较大的技术缺陷。

发明内容

本发明的技术任务是针对以上现有技术的不足，提供一种热轧700MPa级复相高强耐候钢制备方法，用以降低高强钢的屈服强度和屈强比，提高钢材的成形性和安全性。

本发明解决其技术问题的技术方案是：一种热轧700MPa级复相高强耐候钢制备方法，其特征在于：所述高强耐候钢的化学成分，以重量百分比计，包含有：0.06％≤C≤0.09％，0.25％≤Si≤0.40％，1.45％≤Mn≤1.60％，P≤0.020％，S≤0.010％，0.01％≤Al≤0.05％，0.0030％≤N≤0.0060％，0.1％≤Ti≤0.2％，0.04％≤Nb≤0.05％，0.3％≤Cr≤0.5％，0.04％≤Ni≤0.20％，0.25％≤Cu≤0.40％，其余为Fe与不可避免的杂质；其生产方法包括：冶炼、板坯加热、热轧、轧后冷却、卷取和离线冷却；其中：轧后冷却速度30～60℃/s；冷却至580～620℃后卷取；离线冷却采用风冷、空冷结合。

上述板坯加热中出炉温度为1220～1280℃。

上述热轧中，精轧终轧温度为830～880℃。

上述离线冷却的风冷、空冷结合为用风冷冷却至200℃，而后空冷。

上述离线冷却，半小时内钢卷温度由580～600℃冷却至200℃。

所得复相高强耐候钢性能符合：屈服强度700～750MPa，抗拉强度820～880MPa，屈强比0.83～0.86，断后伸长率≥20％。

与现有技术相比较，本发明具有以下突出的有益效果：

1、本发明采用经济的方式设计化学成分，配合独创的轧后冷却和卷后冷却方式，在添加较少的Si、Mn和一定的Cr的情况下，获得了少量马氏体，少量抑制了TiC对屈服强度的贡献，实现降低屈服强度和屈强比的目的；

2、同等性能下，生产成本最低，业内竞争力强。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进一步说明。

本发明用于一种热轧700MPa级复相高强耐候钢的生产制备。

该高强耐候钢的化学成分，以重量百分比计，包含有：0.06％≤C≤0.09％，0.25％≤Si≤0.40％，1.45％≤Mn≤1.60％，P≤0.020％，S≤0.010％，0.01％≤Al≤0.05％，0.0030％≤N≤0.0060％，0.1％≤Ti≤0.2％，0.04％≤Nb≤0.05％，0.3％≤Cr≤0.5％，0.04％≤Ni≤0.20％，0.25％≤Cu≤0.40％，其余为Fe与不可避免的杂质。

本配方元素组成及含量的特点如下：

采用低碳主要为防止出现珠光体；

Si的作用是抑制铁素体相变，可获得更多的贝氏体；

Mn的作用主要是稳定奥氏体，利于单相区轧制和冷却后稳定过冷奥氏体，在较快的冷速下可获得贝氏体、马氏体等组织；

Ti的作用主要是形成TiC起析出强化作用；

Nb的作用主要是细化晶粒和Nb(C，N)析出强化作用；

Cr，既利用Cr的耐腐蚀性能，又利用了Cr提高过冷奥氏体稳定性的特点，在钢卷离线后较快的风冷获得少量马氏体；

Ni和Cu的作用主要是提高耐腐蚀性能。

本发明中所述的热轧700MPa级复相高强耐候钢的生产方法包括：转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸、板坯加热、高压水除鳞、热轧、轧后冷却、卷取、离线冷却，具体工艺步骤如下所述：

(1)冶炼工序：

铁水→转炉冶炼→LF精炼→连铸→板坯。

(2)加热工艺：

出炉温度1220～1280℃。

(3)轧制工艺：

粗轧，开轧温度≥1150℃，将210mm或230mm的铸坯轧制成30-60mm的中间坯；

精轧，入口温度≥1050℃，终轧温度为830～880℃

(4)冷却工艺：

钢带出精轧后空冷2～5s，投入层流冷却，冷却方式采取快速冷却，冷却速度30～60℃/s；

(5)卷取工艺：

冷却至580～620℃后卷取；

(6)离线冷却

离线冷却采用风冷、空冷结合，具体为：卷取后用风冷冷却至200℃，而后空冷。

卷取后钢带的组织为铁素体+贝氏体+残余奥氏体，钢卷通过传输辊道离线，直接放置到钢卷库内进行风冷，半小时内钢卷温度由580～600℃冷却至200℃，这一过程中，残余奥氏体转变成马氏体，最终形成铁素体+贝氏体+马氏体的复相组织。

通过以上工艺生产的复相高强耐候钢热轧钢卷，厚度3.0～6.0mm，组织为铁素体+贝氏体+马氏体，屈服强度700～750MPa，抗拉强度820～880MPa，屈强比0.83～0.86，断后伸长率≥20％，具有屈服强度低、屈强比低、成形良好、焊接性能良好等特点，可以满足冷成形加工集装箱结构件的需求。

为了更好地比较本申请配方和现有技术，进行了对比试验。

具体各个实施例和对比例中钢的化学成分(wt％)，如下表所示：

分组	C	Si	Mn	P	S	Al	N	Ti	Nb	Cr	Ni	Cu
													实施例1	0.07	0.30	1.60	0.015	0.002	0.030	0.0038	0.11	0.040	0.34	0.08	0.26
实施例2	0.09	0.26	1.52	0.013	0.001	0.015	0.0032	0.10	0.042	0.33	0.17	0.25
													实施例3	0.08	0.32	1.45	0.017	0.003	0.032	0.0055	0.12	0.048	0.45	0.09	0.37
实施例4	0.06	0.38	1.53	0.012	0.003	0.048	0.0040	0.18	0.041	0.32	0.04	0.26
													对比例1	0.07	0.30	1.60	0.015	0.002	0.030	0.0038	0.11	0.040	0.34	0.08	0.26

本发明各个实施例和对比例中钢的制造工艺参数，如下表所示：

本发明各个实施例和对比例中钢的拉伸性能测试结果，如下表所示(产品性能检测采用《金属材料室温拉伸试验方法GB/T228》国家标准)：

从上表可以看出，实施例1～4采用本专利成分和工艺生产的低碳高强耐候钢，力学性能和表面质量优良。屈服强度Rel：718～736MPa，抗拉强度Rm：850～872MPa，断后伸长率A 21～22％，屈强比0.84～0.85，符合产品性能要求。且，与现有技术相比，同等强度下，塑性明显增加；合金成本降低约300～600元。

而对比例1除离线冷却方式不同外，钢水成分与实施例1相同，生产工艺与实施例1相似，虽然性能同样达到了高强钢的要求，但是无法获得较低屈强比，对成形回弹影响较大。需要说明的是，本发明的特定实施方案已经对本发明进行了详细描述，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下对它进行的各种显而易见的改变都在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种热轧700MPa级复相高强耐候钢制备方法，其特征在于：所述高强耐候钢的化学成分，以重量百分比计，包含有：0.06％≤C≤0.09％，0.25％≤Si≤0.40％，1.45％≤Mn≤1.60％，P≤0.020％，S≤0.010％，0.01％≤Al≤0.05％，0.0030％≤N≤0.0060％，0.1％≤Ti≤0.2％，0.04％≤Nb≤0.05％，0.3％≤Cr≤0.5％，0.04％≤Ni≤0.20％，0.25％≤Cu≤0.40％，其余为Fe与不可避免的杂质；其生产方法包括：冶炼、板坯加热、热轧、轧后冷却、卷取和离线冷却；其中：轧后冷却速度30～60℃/s；冷却至580～620℃后卷取；离线冷却采用风冷、空冷结合。

2.根据权利要求1所述的热轧700MPa级复相高强耐候钢制备方法，其特征在于：所述板坯加热中出炉温度为1220～1280℃。

3.根据权利要求1所述的热轧700MPa级复相高强耐候钢制备方法，其特征在于：所述热轧中，精轧终轧温度为830～880℃。

4.根据权利要求1所述的热轧700MPa级复相高强耐候钢制备方法，其特征在于：所述离线冷却的风冷、空冷结合为用风冷冷却至200℃，而后空冷。

5.根据权利要求4所述的热轧700MPa级复相高强耐候钢制备方法，其特征在于：所述离线冷却，半小时内钢卷温度由580～600℃冷却至200℃。

6.根据权利要求1所述的热轧700MPa级复相高强耐候钢制备方法，其特征在于：所得复相高强耐候钢性能符合：屈服强度700～750MPa，抗拉强度820～880MPa，屈强比0.83～0.86，断后伸长率≥20％。