CN115558864B - 一种高强钢板及其制备方法 - Google Patents

一种高强钢板及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115558864B
CN115558864B CN202211278577.XA CN202211278577A CN115558864B CN 115558864 B CN115558864 B CN 115558864B CN 202211278577 A CN202211278577 A CN 202211278577A CN 115558864 B CN115558864 B CN 115558864B
Authority
CN
China
Prior art keywords
strength steel
steel plate
strength
steel sheet
steel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202211278577.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN115558864A (zh
Inventor
刘浩
梁亮
齐江华
聂嫦平
李桑局
吴浩鸿
汪宏兵
刘怡私
肖爱达
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lysteel Co Ltd
Original Assignee
Lysteel Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lysteel Co Ltd filed Critical Lysteel Co Ltd
Priority to CN202211278577.XA priority Critical patent/CN115558864B/zh
Publication of CN115558864A publication Critical patent/CN115558864A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115558864B publication Critical patent/CN115558864B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/34—Methods of heating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0205—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0226—Hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0247—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/14—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/002—Bainite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/005—Ferrite

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)

Abstract

本申请提供一种高强钢板及其制备方法，其中高强钢板以质量百分含量计，具有以下化学元素组成：C：0.035％～0.075％；Si：0.1％～0.4％；Mn：1％～1.5％；P：0～0.015％；S：0～0.005％；Als：0.02％～0.07％；Nb：0.001％～0.05％；V：0.041％～0.1％；Ti：0.09％～0.15％；N：0～0.008％；余量为Fe和不可避免的元素；其中，碳当量≤0.35％。本申请提供的高强钢板，避免了贵金属Mo的添加，从而降低了高强钢板的生产成本；另外，较低的C、Mn的成分设计，使高强钢板具有良好的延伸性以及冷弯性能，同时还能保证具有较低的碳当量，使高强钢板具有良好的焊接性能。

Description

一种高强钢板及其制备方法
技术领域
本申请涉及热轧高强钢生产技术领域，具体涉及一种高强钢板及其制备方法。
背景技术
在工程机械与商用汽车行业，高强钢结构钢的使用比例越来越高，在新车型上采用高强钢减薄设计，同时产品升级换代速度加快。
现有技术中800MPa级高强钢的生产需要添加较高含量的贵金属Mo，且高强钢的延伸性、冷弯性能以及焊接性能较差，因此，迫切需要开发一种具有良好延伸性、冷弯性能、焊接性能且成本较低的高强钢。
发明内容
本申请提供了一种高强钢板及其制备方法，以解决现有技术中高强钢的延伸性、冷弯性能、焊接性能较差以及成本较高问题。
第一方面，本申请提供了一种高强钢板，以质量百分含量计，具有以下化学元素组成：
C：0.035％～0.075％，优选0.045％～0.065％；
Si：0.1％～0.4％，优选0.1％～0.3％；
Mn：1％～1.5％；
P：0～0.015％；
S：0～0.005％；
Als：0.02％～0.07％，优选0.02％～0.05％；
Nb：0.001％～0.05％，优选0.001％～0.02％；
V：0.041％～0.1％，优选0.041％～0.08％；
Ti：0.09％～0.15％，优选0.1％～0.15％；
N：0～0.008％；
余量为Fe和不可避免的元素；
其中，碳当量≤0.35％。
本申请的技术方案中，通过优化高强钢板的化学组成配比，在保证钢板强度的同时，避免了贵金属Mo的添加，从而降低了高强钢板的生产成本；另外，较低的C、Mn的成分设计，使高强钢板具有良好的延伸性以及冷弯性能，同时还能保证具有较低的碳当量，使高强钢板具有良好的焊接性能。
在本申请的一些实施例中，所述高强钢板的金相组织为铁素体和贝氏体。
在本申请的一些实施例中，所述高强钢板的晶粒度为12～14级。
在本申请的一些实施例中，所述高强钢板屈服强度Rel≥800MPa；
可选的，所述高强钢板抗拉强度Rm≥850MPa；
可选的，所述高强钢板断后伸长率≥18％；
可选的，所述高强钢板2倍厚度弯心180°冷弯性能合格。
第二方面，本申请提供了一种高强钢板的制备方法，包括以下步骤：
S10：具有上述任一种实施例所述的高强钢板的化学元素组成的钢水连铸得到板坯；
S20：板坯经过加热处理得到加热后的板坯；
S30：加热后的板坯经过精轧处理得到钢带；
S40：钢带经过冷却、卷取处理得到钢卷；
S50：钢卷经过回火处理得到所述高强钢板。
本申请的技术方案中，该制备方法工艺简单，通过使用特定化学元素组成的钢水制造得到的高强钢板具有良好的延伸性、冷弯性能以及焊接性能；另外，与现有技术的高强钢板生产不同，本申请的技术方案不需要进行调质处理，从而显著减短了高强钢板的生产周期，从而进一步降低生产成本。
在本申请的一些实施例中，所述步骤S10中，所述连铸的拉速为3.5～6m/min；所述板坯厚度为60～70mm，所述板坯温度≥900℃。
在本申请的一些实施例中，所述步骤S20具体包括：
板坯在1200～1250℃下加热20～50min得到加热后的板坯。
在本申请的一些实施例中，所述步骤S30中，所述精轧包括第一道次、第二道次，所述第一道次和所述第二道次的压下率≥45％。
在本申请的一些实施例中，所述步骤S40具体包括：
钢带以25～50℃/s的冷却速度冷却至500～620℃进行卷取得到钢卷。
在本申请的一些实施例中，所述步骤S50中，所述回火的条件为：回火温度为520～620℃，回火时间为9～15h。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1为本申请实施例3制备的高强钢板的金相组织结构图。
图2为本申请性能测试中用于“拉伸试验”的待检测试样的形态示意图。
通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。
具体实施方式
本说明书中各实施例或实施方案采用递进的方案描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方案结合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
申请人发现，在现有技术中高强钢板的生产主要存在的问题在于生产成本高以及生产周期长，同时高强钢板的强度满足要求时，其延伸性、冷弯性能以及焊接性能较差。
针对上述问题，一方面，发明人通过对高强钢板的化学组成成分进行了优化，从而降低了高强钢板的生产成本以及延伸性、冷弯性能、焊接性能；另一方面，配合优化后高强钢板的化学组成成分，调整了高强钢板的制备方法，在保证高强钢板性能的前提下，减短的生产周期，从而进一步降低了高强钢板的生产成本。
第一方面，本申请提供了一种高强钢板，以质量百分含量计，具有以下化学元素组成：
C：0.035％～0.075％，优选0.045％～0.065％；
Si：0.1％～0.4％，优选0.1％～0.3％；
Mn：1％～1.5％；
P：0～0.015％；
S：0～0.005％；
Als：0.02％～0.07％，优选0.02％～0.05％；
Nb：0.001％～0.05％，优选0.001％～0.02％；
V：0.041％～0.1％，优选0.041％～0.08％；
Ti：0.09％～0.15％，优选0.1％～0.15％；
N：0～0.008％；
余量为Fe和不可避免的元素；
其中，碳当量≤0.35％。
本申请的技术方案中，通过优化高强钢板的化学组成配比，在保证钢板强度的同时，避免了贵金属Mo的添加，从而降低了高强钢板的生产成本；另外，较低的C、Mn的成分设计，使高强钢板具有良好的延伸性以及冷弯性能，同时还能保证具有较低的碳当量，使高强钢板具有良好的焊接性能。
以下对本申请技术方案中的化学组成及含量进行详细的说明。
C含量设定在0.035％～0.075％范围内：
碳(C)在钢中起到固溶强化作用，含量增加强度随之提高，但延伸性以及冷弯性能均会下降，还会恶化钢的焊接性能；但是C与钢中Nb、V、Ti元素可以形成相应的碳化物，且配合合适的控轧控冷工艺可以显著提高钢的强度，因此在本申请的技术方案中，C含量设定在0.035％～0.075％范围内。
在本申请的一些实施例中，C含量还可以设置在0.045％～0.065％。
Si含量设定在0.1％～0.4％范围内：
硅(Si)在钢中以置换固溶体形式存在于铁素体或高温奥氏体中，可以抑制珠光体的形成，提高钢的回火稳定性。Si元素的添加可以影响着铁素体中碳原子的扩散系数，回火过程中，Si原子起到阻碍C原子的运动作用，进而使钢的回火稳定性得到提高。但若Si含量过多时，将显著降低钢的延伸性以及冷弯性能，且还会使钢种出现块状铁素体组织。因此在本申请的技术方案中，Si含量设定在0.1％～0.4％范围内。
在本申请的一些实施例中，Si含量还可以设置在0.1％～0.3％。
Mn含量设定在1％～1.5％范围内：
锰(Mn)在钢中具有良好的固溶强化效果，且能够细化晶粒，从而提高钢的强度以及改善钢的延伸性以及冷弯性能。作为弱碳化物形成元素和奥氏体稳定元素，可以极大的扩大奥氏体相区；但当Mn含量过高时，更容易在晶界偏聚，对延伸性以及冷弯性能产生不利影响，且过高的Mn含量会减弱钢的抗腐蚀能力和焊接性能。因此在本申请的技术方案中，Mn含量设定在1％～1.5％范围内。
P含量控制在0.015％以下以及P含量控制在0.005％以下：
磷(P)和硫(S)是高强钢中的两种有害元素，P会造成钢的冷脆，降低钢的韧性及塑性，显著降低钢的低温冲击性能；S在钢中与锰形成MnS夹杂，显著降低钢的冷加工能力，S还会消耗钢中Ti元素，降低钢中有效Ti含量；降低P和S的含量会增加冶金成本，所以一般将两种合金元素的含量控制在一定范围。因此在本申请的技术方案中，将P含量控制在0.015％以下以及S含量控制在0.005％以下，使P和S对高强钢性能的影响降到尽可能低的水平。
Als含量设定在0.02％～0.07％范围内：
酸溶铝(Als)在钢板材料的制造过程中起到脱氧的作用，从而抑制氧在钢中形成各种夹杂物，提高钢水的纯净度。因此在本申请的技术方案中，将Als含量控制在0.02％～0.07％范围内。
在本申请的一些实施例中，Als含量还可以设置在0.02％～0.05％。
Nb含量设定在0.001％～0.05％范围内：
铌(Nb)在钢板材料中主要作用在于，可以与C形成NbC纳米颗粒相，NbC在1070℃时就从奥氏体中析出，可以提高钢的再结晶温度，配合适当的控制轧制工艺，通过控制再结晶过程显著细化钢的晶粒，从而提高钢板强度和韧性；另外由于Nb元素的成本较高，大量添加会导致生产成本增加，因此在本申请的技术方案中，Nb含量设定在0.001％～0.05％范围内。
在本申请的一些实施例中，Nb含量还可以设置在0.001％～0.02％。
V含量设定在0.041％～0.1％范围内：
钒(V)元素在钢中主要以固溶态存在，或与氮元素、碳元素形成细小的VN、VC相，细化晶粒并通过第二相析出强化提高钢的强度。钢中添加Ti元素时，V在钢中只存在VC相，VC相在钢中65％以上主要以固溶态形式存在，其余则以纳米析出相形式存在，在钢中起到固溶强化、析出强化、细晶强化作用；在本申请的技术方案中，主要通过提高钢板中V元素的含量，配合设计其他元素组成与生产工艺，提高钢板中以纳米析出相形式存在的VC相，从而提高钢板的强度，避免使用价格更高的Mo元素；因此在本申请的技术方案中，V含量设定在0.041％～0.1％范围内。
在本申请的一些实施例中，V含量还可以设置在0.041％～0.08％。
Ti含量设定在0.09％～0.15％范围内：
钛(Ti)元素可以与钢中N、S能形成尺寸较大的夹杂物，其与N元素形成的TiN固溶温度1300℃以上，在加热阶段阻碍晶粒长大，细化晶粒；Ti元素可以与C元素形成TiC第二相，在冷却过程中沉淀析出，显著提高钢的强度；但Ti含量过高，会导致钢板力学性能的平面各向异性大，对高强板性能产生不利影响；因此在本申请的技术方案中，Ti含量设定在0.09％～0.15％范围内。
在本申请的一些实施例中，Ti含量还可以设置在0.1％～0.15％。
N含量控制在0～0.008％以下：
氮(N)元素是钢中的有害元素，能与Ti元素形成硬脆的TiN颗粒相，会消耗钢中有效Ti含量，且会降低钢板的延伸性以及冷弯性能；同时考虑到降低N元素的生产成本，在本申请的技术方案中，将N含量控制在0.008％以下。
在本申请的技术方案中，通过对钢中各元素组成的控制，使其碳当量≤0.35％，一般来说，钢板中碳当量越低，其焊接性能越好，碳当量计算公式为CEV＝[C,％]+[Mn,％]/6+([Cr,％]+[Mo,％]+[V,％])/5+([Ni,％]+[Cu,％])/5，其中[C,％]、[Mn,％]、[Cr,％]、[Mo,％]、[V,％]、[Ni,％]、[Cu,％]分别代表C、Mn、Cr、Mo、V、Ni、Cu在钢板中质量百分比含量。
在本申请的一些实施例中，高强钢板的金相组织为铁素体和贝氏体。
在上述一些实施例中，高强钢板的金相组织图如附图1所示，本申请一些实施例制备得到的高强钢板的金相组织为铁素体和少量贝氏体，其中主要金相组织为铁素体，在使钢板具有较高强度的前提下，具有良好的延伸性和冷弯性能，另外其中少量的贝氏体可以进一步提高钢板的强度。
在本申请的一些实施例中，高强钢板的晶粒度为12～14级。
在上述一些实施例中，高强钢板的晶粒度为12～14级，一般而言，晶粒度越大，对应钢板中晶粒越细，相应的钢板的强度越高，同时其延伸性和冷弯性能越好；晶粒度的控制与钢板化学元素的组成成分和制备方法有关，本申请提供的高强钢板的化学组成有利于细化晶粒，阻碍晶粒的长大，从而得到具有较高晶粒度的钢板。
在本申请的一些实施例中，高强钢板屈服强度Rel≥800MPa；
可选的，高强钢板抗拉强度Rm≥850MPa；
可选的，高强钢板断后伸长率≥18％；
可选的，高强钢板2倍厚度弯心180°冷弯性能合格。
在上述一些实施例中，对于本申请一些实施例提供的高强钢板的力学性能进行了检测，其中高强钢板的屈服强度超过800MPa，抗拉强度超过850MPa，达到了800MPa级高强钢板的要求，另外，本申请一些实施例中提供的高强钢板的断后延伸率均超过18％，且2倍厚度弯心180°冷弯性能检测合格，说明其具有良好的延伸性以及冷弯性能，有利于高强钢板的进一步加工，扩大高强钢板的应用范围。
第二方面，本申请提供了一种高强钢板的制备方法，包括以下步骤：
S10：具有上述任一种实施例的高强钢板的化学元素组成的钢水连铸得到板坯；
S20：板坯经过加热处理得到加热后的板坯；
S30：加热后的板坯经过精轧处理得到钢带；
S40：钢带经过冷却、卷取处理得到钢卷；
S50：钢卷经过回火处理得到高强钢板。
本申请的技术方案中，该制备方法工艺简单，通过使用特定化学元素组成的钢水制造得到的高强钢板具有良好的延伸性、冷弯性能以及焊接性能；另外，与现有技术的高强钢板生产不同，本申请的技术方案不需要进行调质处理，从而显著减短了高强钢板的生产周期，从而进一步降低生产成本。
在本申请的一些实施例中，步骤S10中，连铸拉速为3.5～6m/min；板坯厚度为60～70mm，板坯温度≥900℃。
在上述一些实施例中，连铸的拉速为3.5～6m/min，板坯厚度为60～70mm，将板坯厚度控制在60～70mm，相比常规连铸线更薄，且连铸的拉速控制在3.5～6m/min，相比常规连铸线更快，连铸冷却强度更大，得到板坯组织更加均匀细小、成分偏析较小，更有利于得到高强度、高韧性钢板；另外，板坯温度≥900℃，可以有效抑制连铸板坯中TiC相析出，保证其在后续轧后与回火过程中析出，保证其析出强化效果。
在本申请的一些实施例中，步骤S20具体包括：
板坯在1200～1250℃下加热20～50min得到加热后的板坯。
在上述一些实施例中，板坯的加热温度为1200～1250℃，且加热时间只需要20～50min，一方面，通过加热处理可以使已经析出的NbC、TiC、VC相重新回溶到奥氏体中，保证Nb、V、Ti的碳化物相在轧后与退火过程中析出，保证析出强化效果，另一方面，由于较薄的板坯厚度，可以降低板坯加热温度并显著缩短板坯的加热时间，有效降低了板坯加热燃耗，从而缩短生产周期以及节约生产成本。
在本申请的一些实施例中，步骤S30中，精轧包括第一道次、第二道次，第一道次和第二道次的压下率≥45％。
在上述一些实施例中，精轧的第一道次和第二道次的压下率≥45％，这是由于板坯没有经过粗轧，以减短高强钢板的生产周期，因此待精轧钢板的厚度相对常规连轧线中间坯厚度更厚，精轧机各道次压下量大，因此要保证精轧第一道次和第二道次的压下率，有利于钢板晶粒的进一步细化，且得到相应厚度的高强钢板，不经过粗轧直接精轧也有利于缩短生产周期进而降低生产成本。
在本申请的一些实施例中，步骤S30中，精轧处理中，初轧温度为1020～1080℃，终轧温度为820～880℃。
在本申请的一些实施例中，步骤S30中，在精轧之前，对加热后的板坯除磷处理后再进行精轧。
在上述一些实施例中，除磷处理主要是去除在加热处理过程中产生的氧化铁皮，防止在精轧过程中出现氧化铁皮压入现象导致的高强钢板表面质量变差。
在本申请的一些实施例中，步骤S30中，钢带的厚度为1.2～6mm。
在本申请的一些实施例中，步骤S40具体包括：
钢带以25～50℃/s的冷却速度冷却至500～620℃进行卷取得到钢卷。
在上述一些实施例中，控制钢带在冷却过程中的冷却速度25～50℃/s，较高的冷却速度可以抑制精轧后晶粒长大，并避免TiC、VC相的析出相在高温阶段析出并长大；同时控制卷取温度为500～620℃，较低的卷取温度可以让析出相的长大速率减缓，使铁素体中析出相的尺寸更小，通过合适的工艺将大部分TiC、VC尺寸控制在10nm以下，能够产生极强的沉淀强化效果，从而提高钢板的强度以及延伸性和冷弯性能。
在本申请的一些实施例中，步骤S50中，回火的条件为：回火温度为520～620℃，回火时间为9～15h。
在上述一些实施例中，通过对钢卷高温回火处理，由于钢中添加Ti元素时，V在钢中只存在VC相，VC相在钢中65％以上主要以固溶态形式存在，其余则以纳米析出相形式存在，在钢中起到固溶强化、析出强化、细晶强化作用的主要是以纳米析出相形式存在VC相，为了使固溶在铁素体基体中的TiC、VC以纳米级尺寸在钢中弥散析出，尤其促进大量固溶在基体中的VC析出，充分利用VC、TiC的析出强化效果，使钢产生强烈的析出强化效果，从而提高V的利用率，进一步的提高强度，进而可以避免添加Mo等贵重金属，节约生产成本。
在本申请的一些实施例中，步骤S50中，钢卷在回火前的温度≤60℃。
在本申请的一些实施例中，步骤S50中，钢卷经过回火处理得到高强钢板具体包括：
钢卷在罩式炉中经过回火处理得到高强钢板。
以下，通过实施例更详细地说明本申请的高强钢板及其制备方法，但本申请丝毫不限于这些实施例。
实施例1
经转炉、精炼炉冶炼后得到化学元素组成如表1的钢水，随后连铸成板坯，连铸板坯厚度60mm，连铸拉速控制在4.3m/min，板坯温度为953℃；
将板坯进入加热炉在1230℃加热23min得到加热后的板坯；
加热后的板坯经过2道次除磷，再进入精轧机7道次连轧，初轧温度1072℃，终轧温度880℃；F1机架轧制压下率53％，F2机架轧制压下率50％，精轧机机架间水冷降温得到3.5mm厚钢带；
钢带出F7精轧机后经层流冷却进入卷取机卷取成卷，层流冷却采用前段密集模式，冷却速度38℃/s，卷取温度553℃；
钢卷冷却到53℃，冷却后的钢卷进行罩式炉中回火处理得到高强钢板，其中，回火温度560℃，回火时间为13h。
实施例2
经转炉、精炼炉冶炼后得到化学元素组成如表1的钢水，随后连铸成板坯，连铸板坯厚度60mm，连铸拉速控制在4.5m/min，板坯温度为960℃；
将板坯进入加热炉在1220℃加热19min得到加热后的板坯；
加热后的板坯经过2道次除磷，再进入精轧机7道次连轧，初轧温度1079℃，终轧温度860℃；F1机架轧制压下率50％，F2机架轧制压下率52％，精轧机机架间水冷降温得到4.5mm厚钢带；
钢带出F7精轧机后经层流冷却进入卷取机卷取成卷，层流冷却采用前段密集模式，冷却速度38℃/s，卷取温度570℃；
钢卷冷却到47℃，冷却后的钢卷进行罩式炉中回火处理得到高强钢板，其中，回火温度580℃，回火时间为12h。
实施例3
经转炉、精炼炉冶炼后得到化学元素组成如表1的钢水，随后连铸成板坯，连铸板坯厚度65mm，连铸拉速控制在5.3m/min，板坯温度为975℃；
将板坯进入加热炉在1228℃加热49min得到加热后的板坯；
加热后的板坯经过2道次除磷，再进入精轧机7道次连轧，初轧温度1074℃，终轧温度840℃；F1机架轧制压下率47％，F2机架轧制压下率56％，精轧机机架间水冷降温得到5mm厚钢带；
钢带出F7精轧机后经层流冷却进入卷取机卷取成卷，层流冷却采用前段密集模式，冷却速度41℃/s，卷取温度545℃；
钢卷冷却到41℃，冷却后的钢卷进行罩式炉中回火处理得到高强钢板，其中，回火温度560℃，回火时间为13h。
实施例4
经转炉、精炼炉冶炼后得到化学元素组成如表1的钢水，随后连铸成板坯，连铸板坯厚度65mm，连铸拉速控制在4.6m/min，板坯温度为963℃；
将板坯进入加热炉在1243℃加热28min得到加热后的板坯；
加热后的板坯经过2道次除磷，再进入精轧机7道次连轧，初轧温度1039℃，终轧温度840℃；F1机架轧制压下率46％，F2机架轧制压下率53％，精轧机机架间水冷降温得到6mm厚钢带；
钢带出F7精轧机后经层流冷却进入卷取机卷取成卷，层流冷却采用前段密集模式，冷却速度38℃/s，卷取温度553℃；
钢卷冷却到53℃，冷却后的钢卷进行罩式炉中回火处理得到高强钢板，其中，回火温度560℃，回火时间为13h。
实施例5
经转炉、精炼炉冶炼后得到化学元素组成如表1的钢水，随后连铸成板坯，连铸板坯厚度65mm，连铸拉速控制在5.1m/min，板坯温度为970℃；
将板坯进入加热炉在1233℃加热22min得到加热后的板坯；
加热后的板坯经过2道次除磷，再进入精轧机7道次连轧，初轧温度1064℃，终轧温度840℃；F1机架轧制压下率47％，F2机架轧制压下率51％，精轧机机架间水冷降温得到6mm厚钢带；
钢带出F7精轧机后经层流冷却进入卷取机卷取成卷，层流冷却采用前段密集模式，冷却速度37℃/s，卷取温度538℃；
钢卷冷却到48℃，冷却后的钢卷进行罩式炉中回火处理得到高强钢板，其中，回火温度560℃，回火时间为13h。
表1
性能检测：
钢卷经罩式炉退火冷却后按GB/T 2975《钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备》取样。
(1)金相组织观察：
配置4％硝酸酒精腐蚀试剂,在磨好的实施例3制备的高强钢板表面滴1-2滴试剂，大约在试样表面停留10s左右的时间直到试样表面从镜像变暗的时刻,用酒精冲洗完成后，并迅速在吸水纸上进行处理,最后用电吹风机吹干后即可在金相显微镜下确定组织类型。
通过蔡司(ZEISS)金相显微镜(OM)观察得到微合金髙强钢的显微组织。将所测组织试样置于蔡司显微镜镜头上方，对显微镜的焦距进行调整，试样的显微组织即可在电脑上清晰的显现岀来,同时对显微镜做适当调整，上下左右适当移动镜头的位置对显微组织的结构进行观察，选择放大倍数并进行拍照，一并标注尺寸，作为今后试验分析研究对象。观察结果见图1。
从图1的结果可知，实施例3制备得到的高强钢板的金相组织为铁素体+少量贝氏体，其中主要金相组织为铁素体，在使钢板具有较高强度的前提下，具有良好的延伸性和冷弯性能，另外其中少量的贝氏体可以进一步提高钢板的强度。
(2)屈服强度以及拉抗强度检测：
根据GB/T228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分室温试验方法》将实施例1～5制备得到的高强钢板依据进行制样，检测试样如图2，检测试样尺寸如表2；
采用载荷为50至1500kN的德国Zwick拉伸试验机进行拉伸试验其中位移速度2mm/min，通过电脑岀图获得材料的抗拉强度、屈服极限、伸长率等测试数据，试验结果见表3。
表2
厚度/a 宽度/b 过度半径/R 原始标距/L0 平行长度/Lc 总长度/Lt
10mm 20mm 12mm 52mm 66mm 210mm
(3)冲击试验：
根据GB/229《关于夏比V型缺口冲击试样几何参数的规定及其加工方法》对实施例4、5制备得到的6mm高强钢板加工成试样，试样标准规格为5mm×l0mm×55mm，缺口深度为2mm的V型状。试验前试样必须去除毛刺和表面氧化铁皮，采用冲击试验机对试样进行冲击，记录冲击吸收能量Ak值。试验结果见表3。
(4)弯曲试验：
根据GB/T232-2010《金属材料弯曲试验方法》制作弯曲试样，试样厚度h，试样宽度b＝3h，跨距L＝16h，采用LWW-2000微机控制连续弯曲试验机进行试验，试验过程中，试验样的弯曲角度通过仪器上模的下压行程控制，通过压头与支辊的上升、下降、分开、合拢将试样弯曲180度。试验结果见表3。
表3
从表3的结果可知，本申请实施例1～5制备的高强钢板的屈服强度Rel≥800MPa、抗拉强度Rm≥850MPa、断后伸长率≥18％、2倍厚度弯心180°冷弯性能合格，说明本申请提供的高强钢板为800MPa级别的高强钢板，同时还具有良好的延伸性以及冷弯性能，且从表1高强钢板的化学元素组成来看，没有添加Mo元素，可以降低原料成本，同时具有较低的碳当量，说明本申请提供的高强钢板具有良好的焊接性能，另外，本申请提供的高强钢板的制备方法，不需要传统高强钢板生产工艺中的调质处理，同时优化其他生产工艺，相较于传统高强钢板的制备，生产周期大大缩短，从而进一步降低了高强钢板的生产成本。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种高强钢板，其特征在于，以质量百分含量计，具有以下化学元素组成：
C：0.035%~0.075%；
Si：0.24%~0.4%；
Mn：1%~1.5%；
P：0~0.015%；
S：0~0.005%；
Als：0.02%~0.07%；
Nb：0.001%~0.05%；
V：0.041%~0.1%；
Ti：0.09%~0.15%；
N：0~0.008%；
余量为Fe和不可避免的元素；
其中，碳当量≤0.35%；所述高强钢板的晶粒度为12~14级；
高强钢板的制备方法，包括以下步骤：
S10：所述的高强钢板的化学元素组成的钢水连铸得到板坯；所述连铸的拉速为3.5~6m/min；所述板坯厚度为60~70mm，所述板坯温度≥900℃；
S20：板坯经过加热处理得到加热后的板坯；
S30：加热后的板坯经过精轧处理得到钢带；所述精轧包括第一道次、第二道次，所述第一道次和所述第二道次的压下率≥45%；
S40：钢带经过冷却、卷取处理得到钢卷；钢带以25~50℃/s的冷却速度冷却至500~620℃进行卷取得到钢卷；
S50：钢卷经过回火处理得到所述高强钢板，其中，所述回火的条件为：回火温度为520~620℃，回火时间为9~15h。
2.根据权利要求1所述的高强钢板，其特征在于，所述高强钢板的金相组织为铁素体和贝氏体。
3.根据权利要求1所述的高强钢板，其特征在于，所述高强钢板屈服强度Rel≥800MPa。
4.根据权利要求1所述的高强钢板，其特征在于，所述高强钢板抗拉强度Rm≥850MPa。
5.根据权利要求1所述的高强钢板，其特征在于，所述高强钢板断后伸长率≥18%。
6.根据权利要求1所述的高强钢板，其特征在于，所述高强钢板2倍厚度弯心180°冷弯性能合格。
7.根据权利要求1所述的高强钢板，其特征在于，所述高强钢板以质量百分含量计具有以下化学元素组成：
C： 0.045%~0.065%；
Si：0.24%~0.4%；
Mn：1%~1.5%；
P：0~0.015%；
S：0~0.005%；
Als： 0.02%~0.05%；
Nb： 0.001%~0.02%；
V： 0.041%~0.08%；
Ti： 0.1%~0.15%；
N：0~0.008%；
余量为Fe和不可避免的元素。
8.根据权利要求1所述的高强钢板，其特征在于，所述步骤S20具体包括：
板坯在1200~1250℃下加热20~50min得到加热后的板坯。
CN202211278577.XA 2022-10-19 2022-10-19 一种高强钢板及其制备方法 Active CN115558864B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211278577.XA CN115558864B (zh) 2022-10-19 2022-10-19 一种高强钢板及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211278577.XA CN115558864B (zh) 2022-10-19 2022-10-19 一种高强钢板及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115558864A CN115558864A (zh) 2023-01-03
CN115558864B true CN115558864B (zh) 2023-10-24

Family

ID=84746227

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211278577.XA Active CN115558864B (zh) 2022-10-19 2022-10-19 一种高强钢板及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115558864B (zh)

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6289815A (ja) * 1985-10-15 1987-04-24 Kobe Steel Ltd 低温用高降伏点鋼の製造方法
CN1970811A (zh) * 2005-11-25 2007-05-30 鞍钢股份有限公司 高强度冷弯成型结构用钢及生产方法
CN101688283A (zh) * 2007-05-29 2010-03-31 杰富意钢铁株式会社 加工性优良的耐磨钢板及其制造方法
CN101755062A (zh) * 2007-08-24 2010-06-23 杰富意钢铁株式会社 高强度热轧钢板的制造方法
CN102251170A (zh) * 2010-05-19 2011-11-23 宝山钢铁股份有限公司 一种超高强度贝氏体钢及其制造方法
CN102851585A (zh) * 2012-04-20 2013-01-02 宿迁南钢金鑫轧钢有限公司 一种含铌大规格高强度角钢及其生产工艺
CN108070779A (zh) * 2016-11-13 2018-05-25 广东韶钢松山股份有限公司 一种可焊接细晶粒高强度结构钢板及其生产方法
CN109963958A (zh) * 2016-11-16 2019-07-02 杰富意钢铁株式会社 高强度钢板及其制造方法
CN110029277A (zh) * 2018-01-12 2019-07-19 Posco公司 各方向的材质偏差少的析出硬化型钢板及其制造方法
CN110073018A (zh) * 2016-12-12 2019-07-30 杰富意钢铁株式会社 低屈服比方形钢管用热轧钢板及其制造方法、和低屈服比方形钢管及其制造方法
CN111440984A (zh) * 2020-04-07 2020-07-24 湖南华菱涟源钢铁有限公司 一种屈服强度700MPa级热轧钢板及其制造方法
CN111455278A (zh) * 2020-05-19 2020-07-28 武汉钢铁有限公司 低温韧性优异的800MPa级冷成型用厚规格热轧高强钢板卷及其制造方法
CN111979393A (zh) * 2019-05-22 2020-11-24 武汉科技大学 一种低温韧性优良的热轧高强钢板及其制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104694822B (zh) * 2013-12-06 2017-11-17 上海梅山钢铁股份有限公司 一种屈服强度700MPa级高强度热轧钢板及其制造方法

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6289815A (ja) * 1985-10-15 1987-04-24 Kobe Steel Ltd 低温用高降伏点鋼の製造方法
CN1970811A (zh) * 2005-11-25 2007-05-30 鞍钢股份有限公司 高强度冷弯成型结构用钢及生产方法
CN101688283A (zh) * 2007-05-29 2010-03-31 杰富意钢铁株式会社 加工性优良的耐磨钢板及其制造方法
CN101755062A (zh) * 2007-08-24 2010-06-23 杰富意钢铁株式会社 高强度热轧钢板的制造方法
CN102251170A (zh) * 2010-05-19 2011-11-23 宝山钢铁股份有限公司 一种超高强度贝氏体钢及其制造方法
CN102851585A (zh) * 2012-04-20 2013-01-02 宿迁南钢金鑫轧钢有限公司 一种含铌大规格高强度角钢及其生产工艺
CN108070779A (zh) * 2016-11-13 2018-05-25 广东韶钢松山股份有限公司 一种可焊接细晶粒高强度结构钢板及其生产方法
CN109963958A (zh) * 2016-11-16 2019-07-02 杰富意钢铁株式会社 高强度钢板及其制造方法
CN110073018A (zh) * 2016-12-12 2019-07-30 杰富意钢铁株式会社 低屈服比方形钢管用热轧钢板及其制造方法、和低屈服比方形钢管及其制造方法
CN110029277A (zh) * 2018-01-12 2019-07-19 Posco公司 各方向的材质偏差少的析出硬化型钢板及其制造方法
CN111979393A (zh) * 2019-05-22 2020-11-24 武汉科技大学 一种低温韧性优良的热轧高强钢板及其制备方法
CN111440984A (zh) * 2020-04-07 2020-07-24 湖南华菱涟源钢铁有限公司 一种屈服强度700MPa级热轧钢板及其制造方法
CN111455278A (zh) * 2020-05-19 2020-07-28 武汉钢铁有限公司 低温韧性优异的800MPa级冷成型用厚规格热轧高强钢板卷及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN115558864A (zh) 2023-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6293997B2 (ja) 伸びフランジ性、曲げ加工性に優れた高強度鋼板およびその鋼板用の溶鋼の溶製方法
TWI504757B (zh) High strength molten galvanized steel sheet and its manufacturing method
WO2016068139A1 (ja) フェライト系ステンレス鋼板、鋼管およびその製造方法
KR102477999B1 (ko) 열연 강판
CN105648330B (zh) 一种热镀锌钢板及其生产方法
JP5158272B2 (ja) 伸びフランジ性と曲げ加工性に優れた高強度鋼板およびその溶鋼の溶製方法
JPWO2020110855A1 (ja) 熱延鋼板
WO2008075444A1 (ja) 冷延鋼板およびその製造方法
CN113403551B (zh) 高屈强比抗氢脆冷轧dh980钢板及其制备方法
WO2013054464A1 (ja) 深絞り性およびコイル内材質均一性に優れた高強度冷延鋼板およびその製造方法
CN109554607A (zh) 具有优良抗鳞爆性和深冲性的冷轧搪瓷钢板及其制造方法
CN107058866B (zh) 铁素体马氏体冷轧双相钢及其制备方法
CN108486474A (zh) 一种薄规格Q370qE钢板的生产方法
CN106191662A (zh) 一种钛脱氧易焊接调质高强韧性钢板及其制造方法
JPWO2019188094A1 (ja) フェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法
CN113249646B (zh) 一种高强塑性热基镀锌中锰钢薄板及其制备方法
JP2002363694A (ja) 曲げ加工性に優れた超高強度冷延鋼板
CN110331344B (zh) 一种强度性能稳定的Rm≥600MPa汽车大梁钢及生产方法
CN114345938B (zh) 一种基于短流程低成本生产屈服强度700MPa级高强钢的方法
CN115558864B (zh) 一种高强钢板及其制备方法
JP2001192735A (ja) 延性、加工性および耐リジング性に優れたフェライト系Ｃｒ含有冷延鋼板およびその製造方法
CN107829026B (zh) 一种薄规格980MPa级双相钢及其加工方法
EP3778964B1 (en) Ferrite-based stainless steel sheet and production method thereof, and ferrite-based stainless member
JP2003041342A (ja) 打ち抜き性に優れる冷延鋼板
CN111519104B (zh) 一种薄规格热轧低合金高强钢及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant