CN115874112B - 一种1300兆帕级冷轧马氏体钢的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种1300兆帕级冷轧马氏体钢的制造方法，包括：冶炼—连铸生产工艺流程：铁水预处理—转炉—RH精炼—铸机；供铸机钢水成分为C：0.16‑0.23％，Si：0.70‑1.00％，Mn：1.80～2.20％，P：≤0.020％，S：≤0.010％，Cr：0.25～0.35％，Alt：0.030～0.050％，Ti：0.020～0.030％，La：20ppm；(2)热轧生产工艺流程；(3)酸洗冷轧工艺流程；(4)连续退火工艺流程。本发明的目的是提供一种厚度为1.2‑1.5mm的1300MPa级冷轧马氏体钢的制造方法，具有高强度、高硬度等特点，化学成分和力学性能均能满足用户技术要求。
Description
技术领域
本发明涉及冶金板材生产技术领域，尤其涉及一种1300兆帕级冷轧马氏体钢的制造方法。
背景技术
研究表明，高强钢作为汽车车身结构，与普通冷轧钢板相比，要达到相同的强度，可减薄0.3～0.5mm，即可以减轻15～20％的重量，减少油耗约为8～10％左右.随着先进高强钢的采用，老旧低效的汽车将逐步被更新、更高效的汽车所取代，油耗标准也将更低。在进入2020年以后，钢材依旧会是比重最大的汽车材料，而且高级钢种将会抑制其他的竞争材料。到2025年，北美地区汽车的先进高强钢使用量有望显著增至570磅。
先进高强钢中,马氏体钢得到了广泛应用，马氏体超高强钢适合于生产冷冲压和截面相对单一的辊压成形零件，如保险杠、门槛加强板和侧门内的防撞杆等。该钢种显微组织几乎全部为马氏体，具有较高强度，且通过回火处理，使其在高强度下具有较好的成形性能。该钢种生产工艺要求高温退火，保证完全奥氏体化后再利用快冷工艺，直接冷却到马氏体相变区，从而避免发生其他相变。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种厚度为1.2-1.5mm的1300MPa级冷轧马氏体钢的制造方法，所制备的钢带具有高强度、高硬度等特点，化学成分和力学性能均能满足用户技术要求。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明一种1300兆帕级冷轧马氏体钢的制造方法，包括：
冶炼—连铸生产工艺流程：铁水预处理—转炉—RH精炼—铸机；供铸机钢水成分为C：0.16-0.23％，Si：0.70-1.00％，Mn：1.80～2.20％，P：≤0.020％，S：≤0.010％，Cr：0.25～0.35％，Alt：0.030～0.050％，Ti：0.020～0.030％，La：20ppm；
(2)热轧生产工艺流程：铸坯加热—粗轧—精轧—卷取；所述铸坯出炉温度1190～1230℃，所述粗轧采用2机架轧机粗轧，精轧采用7机架连续变凸度轧机精轧；所述精轧的终轧温度为865～895℃，热轧钢带厚度4.5mm；所述冷却采用层流冷却设备，前分散冷却模式，所述卷取温度为600～640℃；
(3)酸洗冷轧工艺流程：将热轧带钢经i-BOX技术盐酸槽酸洗，去除表面氧化铁皮后，经过5机架冷轧机冷轧，冷轧压下率为50％，轧至目标厚度1.5mm；
(4)连续退火工艺流程：将冷硬卷钢带开卷，退火工序的加热及均热温度为820～860℃，快冷冷速50℃/S，快冷终止温度260～280℃，过时效温度为260～280℃，终冷温度≤150℃；平整延伸率设定为0.50～0.60％。
进一步的，将铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱碳、脱磷得到钢水，转炉冶炼全程吹氩，废钢加入转炉，转炉出钢温度1650℃；然后将转炉冶炼后钢水进行RH炉外精炼，根据转炉供RH钢水就位成分及温度进行深脱碳处理，板坯连铸过热度为23℃，之后进行板坯清理、缓冷，及连铸坯质量检查；
板坯加热温度为1230℃，加热的时间为233min，将加热后的板坯进行高压水除磷；通过定宽压力机定宽，采用2机架粗轧，7机架CVC精轧；精轧终轧温度为875℃，成品厚度3.0mm；层流冷却采用前分散冷却，钢带温度降低到628℃进行卷取；
热轧带钢去除表面氧化铁皮后，模拟进行5机架UCM轧机冷轧，冷轧压下率为50％，轧至目标厚度1.5mm；冷硬卷连续退火在具有HGJC功能的连续立式退火炉中进行，钢带运行速度90m/min，均热温度830℃，冷却速度43℃/S,快冷终止温度280℃，平整延伸率0.55％；最后进行产品性能检测。
进一步的，将铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱碳、脱磷得到钢水，转炉冶炼全程吹氩，废钢加入转炉，转炉出钢温度1652℃；然后将转炉冶炼后钢水进行RH炉外精炼，根据转炉供RH钢水就位成分及温度进行深脱碳处理，板坯连铸过热度为23℃，之后进行板坯清理、缓冷，及连铸坯质量检查；
板坯加热温度为1231℃，加热的时间为228min，将加热后的板坯进行高压水除磷；通过定宽压力机定宽，采用2机架粗轧，7机架CVC精轧；精轧终轧温度为870℃，成品厚度3.0mm；层流冷却采用前分散冷却，钢带温度降低到630℃进行卷取；
冷轧退火：热轧带钢去除表面氧化铁皮后，模拟进行5机架UCM轧机冷轧，冷轧压下率为50％，轧至目标厚度1.5mm；冷硬卷连续退火在具有HGJC功能的连续立式退火炉中进行，钢带运行速度90m/min，均热温度840℃，冷却速度44℃/S，快冷终止温度280℃，平整延伸率0.55％；最后进行产品性能检测。
进一步的，将铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱碳、脱磷得到钢水，转炉冶炼全程吹氩，废钢加入转炉，转炉出钢温度1652℃；然后将转炉冶炼后钢水进行RH炉外精炼，根据转炉供RH钢水就位成分及温度进行深脱碳处理，板坯连铸过热度为22℃，之后进行板坯清理、缓冷，及连铸坯质量检查；
加热及控轧控冷：板坯加热温度为1228℃，加热的时间为228min，将加热后的板坯进行高压水除磷；通过定宽压力机定宽，采用2机架粗轧，7机架CVC精轧；精轧终轧温度为869℃，成品厚度3.0mm；层流冷却采用前分散冷却，钢带温度降低到626℃进行卷取；
冷轧退火：热轧带钢去除表面氧化铁皮后，模拟进行5机架UCM轧机冷轧，冷轧压下率为50％，轧至目标厚度1.5mm；冷硬卷连续退火在具有HGJC功能的连续立式退火炉中进行，钢带运行速度90m/min，均热温度838℃，，冷却速度44℃/S，快冷终止温度280℃，平整延伸率0.55％；最后进行产品性能检测。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
本发明提供一种1.2～1.5mm厚1300MPa级冷轧马氏体钢的制造方法，该1300MS钢板的金相显微组织基本为马氏体组织。采用本发明提供的方法生产的1300MS具有高强度、高硬度等特点，表面质量及性能各项指标均满足该客户的使用要求。同时，本发明合金成本低，制备方法简单，适合工业化生产。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为本发明实施例1带钢的显微组织图。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明作更详细的描述。实施例仅仅是对本发明最佳实施方式的描述，并不对本发明的范围有任何限制。
实施例1
冶炼及连铸：将铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱碳、脱磷得到钢水，转炉冶炼全程吹氩，废钢加入转炉，转炉出钢温度1650℃。然后将转炉冶炼后钢水进行RH炉外精炼，根据转炉供RH钢水就位成分及温度进行深脱碳处理，RH炉外精炼供铸机化学成分如表1所示。板坯连铸过热度为23℃，之后进行板坯清理、缓冷，及连铸坯质量检查。
加热及控轧控冷：板坯加热温度为1230℃，加热的时间为233min，将加热后的板坯进行高压水除磷。通过定宽压力机定宽，采用2机架粗轧，7机架CVC精轧。精轧终轧温度为875℃，成品厚度3.0mm。层流冷却采用前分散冷却，钢带温度降低到628℃进行卷取。
冷轧退火：热轧带钢去除表面氧化铁皮后，模拟进行5机架UCM轧机冷轧，冷轧压下率为50％，轧至目标厚度1.5mm。冷硬卷连续退火在具有HGJC功能的连续立式退火炉中进行，钢带运行速度90m/min，均热温度830℃，冷却速度43℃/S,快冷终止温度280℃，平整延伸率0.55％。最后进行产品性能检测。
实施例2
冶炼及连铸：将铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱碳、脱磷得到钢水，转炉冶炼全程吹氩，废钢加入转炉，转炉出钢温度1652℃。然后将转炉冶炼后钢水进行RH炉外精炼，根据转炉供RH钢水就位成分及温度进行深脱碳处理，RH炉外精炼供铸机化学成分如表1所示。板坯连铸过热度为23℃，之后进行板坯清理、缓冷，及连铸坯质量检查。
加热及控轧控冷：板坯加热温度为1231℃，加热的时间为228min，将加热后的板坯进行高压水除磷。通过定宽压力机定宽，采用2机架粗轧，7机架CVC精轧。精轧终轧温度为870℃，成品厚度3.0mm。层流冷却采用前分散冷却，钢带温度降低到630℃进行卷取。
冷轧退火：热轧带钢去除表面氧化铁皮后，模拟进行5机架UCM轧机冷轧，冷轧压下率为50％，轧至目标厚度1.5mm。冷硬卷连续退火在具有HGJC功能的连续立式退火炉中进行，钢带运行速度90m/min，均热温度840℃，冷却速度44℃/S，快冷终止温度280℃，平整延伸率0.55％。最后进行产品性能检测。
实施例3
冶炼及连铸：将铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱碳、脱磷得到钢水，转炉冶炼全程吹氩，废钢加入转炉，转炉出钢温度1652℃。然后将转炉冶炼后钢水进行RH炉外精炼，根据转炉供RH钢水就位成分及温度进行深脱碳处理，RH炉外精炼供铸机化学成分如表1所示。板坯连铸过热度为22℃，之后进行板坯清理、缓冷，及连铸坯质量检查。
加热及控轧控冷：板坯加热温度为1228℃，加热的时间为228min，将加热后的板坯进行高压水除磷。通过定宽压力机定宽，采用2机架粗轧，7机架CVC精轧。精轧终轧温度为869℃，成品厚度3.0mm。层流冷却采用前分散冷却，钢带温度降低到626℃进行卷取。
冷轧退火：热轧带钢去除表面氧化铁皮后，模拟进行5机架UCM轧机冷轧，冷轧压下率为50％，轧至目标厚度1.5mm。冷硬卷连续退火在具有HGJC功能的连续立式退火炉中进行，钢带运行速度90m/min，均热温度838℃，，冷却速度44℃/S，快冷终止温度280℃，平整延伸率0.55％。最后进行产品性能检测。
对比例1
冶炼及连铸：将铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱碳、脱磷得到钢水，转炉冶炼全程吹氩，废钢加入转炉，转炉出钢温度1652℃。然后将转炉冶炼后钢水进行RH炉外精炼，根据转炉供RH钢水就位成分及温度进行深脱碳处理，RH炉外精炼供铸机化学成分如表1所示。板坯连铸过热度为25℃，之后进行板坯清理、缓冷，及连铸坯质量检查。
加热及控轧控冷：板坯加热温度为1228℃，加热的时间为228min，将加热后的板坯进行高压水除磷。通过定宽压力机定宽，采用2机架粗轧，7机架CVC精轧。精轧终轧温度为869℃，成品厚度3.0mm。层流冷却采用前分散冷却，钢带温度降低到626℃进行卷取。
冷轧退火：热轧带钢去除表面氧化铁皮后，模拟进行5机架UCM轧机冷轧，冷轧压下率为50％，轧至目标厚度1.5mm。冷硬卷连续退火在具有HGJC功能的连续立式退火炉中进行，钢带运行速度90m/min，均热温度838℃，，冷却速度44℃/S，快冷终止温度280℃，平整延伸率0.55％。最后进行产品性能检测。
对比例2
冶炼及连铸：将铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱碳、脱磷得到钢水，转炉冶炼全程吹氩，废钢加入转炉，转炉出钢温度1646℃。然后将转炉冶炼后钢水进行RH炉外精炼，根据转炉供RH钢水就位成分及温度进行深脱碳处理，RH炉外精炼供铸机化学成分如表1所示。板坯连铸过热度为23℃，之后进行板坯清理、缓冷，及连铸坯质量检查。
加热及控轧控冷：板坯加热温度为1230℃，加热的时间为230min，将加热后的板坯进行高压水除磷。通过定宽压力机定宽，采用2机架粗轧，7机架CVC精轧。精轧终轧温度为875℃，成品厚度3.0mm。层流冷却采用前分散冷却，钢带温度降低到625℃进行卷取。
冷轧退火：热轧带钢去除表面氧化铁皮后，模拟进行5机架UCM轧机冷轧，冷轧压下率为50％，轧至目标厚度1.5mm。冷硬卷连续退火在具有HGJC功能的连续立式退火炉中进行，钢带运行速度90m/min，均热温度840℃，，冷却速度44℃/S，快冷终止温度280℃，平整延伸率0.55％。最后进行产品性能检测。
对比例3
冶炼及连铸：将铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱碳、脱磷得到钢水，转炉冶炼全程吹氩，废钢加入转炉，转炉出钢温度1650℃。然后将转炉冶炼后钢水进行RH炉外精炼，根据转炉供RH钢水就位成分及温度进行深脱碳处理，RH炉外精炼供铸机化学成分如表1所示。板坯连铸过热度为25℃，之后进行板坯清理、缓冷，及连铸坯质量检查。
加热及控轧控冷：板坯加热温度为1230℃，加热的时间为230min，将加热后的板坯进行高压水除磷。通过定宽压力机定宽，采用2机架粗轧，7机架CVC精轧。精轧终轧温度为875℃，成品厚度3.0mm。层流冷却采用前分散冷却，钢带温度降低到630℃进行卷取。
冷轧退火：热轧带钢去除表面氧化铁皮后，模拟进行5机架UCM轧机冷轧，冷轧压下率为50％，轧至目标厚度1.5mm。冷硬卷连续退火在具有HGJC功能的连续立式退火炉中进行，钢带运行速度93m/min，均热温度835℃，，冷却速度41℃/S，快冷终止温度280℃，平整延伸率0.55％。最后进行产品性能检测。
表1本发明实施例1-3和对比例1-3的化学成分(wt％)
对本发明实施例1～3的钢卷进行力学性能检验，检验结果见表2。
表2本发明实施例1～3和对比例1-3的钢卷的力学性能
由表2可以看出，按照本发明提供的方法生产的1300MPa级冷轧马氏体钢力学性能和工艺性能满足用户使用要求。根据对比例1-3的结果可知，当化学成分含量不能满足本发明的要求时，所获得的1300MPa级冷轧马氏体钢的力学性能强度余量较小，生产过程中存在由于工艺执行波动导致产品性能不符合要求的风险。同时也可以得出通过添加稀土La产品断后伸长率得到了一定提升。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (4)
1.一种1300兆帕级冷轧马氏体钢的制造方法，其特征在于：包括：
冶炼—连铸生产工艺流程：铁水预处理—转炉—RH精炼—铸机；供铸机钢水成分为C：0.16-0.23%，Si：0.70-1.00%，Mn：1.80~2.20%，P：≤0.020%，S：≤0.010%，Cr：0.25~0.35%，Alt：0.030~0.050%，Ti：0.020~0.030%，La：20ppm，余量为Fe及不可避免的杂质；
（2）热轧生产工艺流程：铸坯加热—粗轧—精轧—卷取；铸坯出炉温度1190~1230℃，所述粗轧采用2机架轧机粗轧，精轧采用7机架连续变凸度轧机精轧；所述精轧的终轧温度为865~895℃，热轧钢带厚度4.5mm；冷却采用层流冷却设备，前分散冷却模式，所述卷取温度为600~640℃；
（3）酸洗冷轧工艺流程：将热轧带钢经i-BOX技术盐酸槽酸洗，去除表面氧化铁皮后，经过5机架冷轧机冷轧，冷轧压下率为50%，轧至目标厚度1.5mm；
（4）连续退火工艺流程：将冷硬卷钢带开卷，退火工序的加热及均热温度为820~860℃，快冷冷速50℃/S，快冷终止温度260~280℃，过时效温度为260~280℃，终冷温度≤150℃；平整延伸率设定为0.50~0.60%。
2.根据权利要求1所述的1300兆帕级冷轧马氏体钢的制造方法，其特征在于：将铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱碳、脱磷得到钢水，转炉冶炼全程吹氩，废钢加入转炉，转炉出钢温度1650℃；然后将转炉冶炼后钢水进行RH炉外精炼，根据转炉供RH 钢水就位成分及温度进行深脱碳处理，板坯连铸过热度为23℃，之后进行板坯清理、缓冷，及连铸坯质量检查；
板坯加热温度为1230℃，加热的时间为233min，将加热后的板坯进行高压水除磷；通过定宽压力机定宽，采用2机架粗轧，7机架CVC精轧；精轧终轧温度为875℃，成品厚度3.0mm；层流冷却采用前分散冷却，钢带温度降低到628℃进行卷取；
热轧带钢去除表面氧化铁皮后，模拟进行5机架UCM轧机冷轧，冷轧压下率为50%，轧至目标厚度1.5mm；冷硬卷连续退火在具有HGJC功能的连续立式退火炉中进行，钢带运行速度90m/min，均热温度830℃，冷却速度43℃/S,快冷终止温度280℃，平整延伸率0.55%；最后进行产品性能检测。
3.根据权利要求1所述的1300兆帕级冷轧马氏体钢的制造方法，其特征在于：将铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱碳、脱磷得到钢水，转炉冶炼全程吹氩，废钢加入转炉，转炉出钢温度1652℃；然后将转炉冶炼后钢水进行RH炉外精炼，根据转炉供RH 钢水就位成分及温度进行深脱碳处理，板坯连铸过热度为23℃，之后进行板坯清理、缓冷，及连铸坯质量检查；
板坯加热温度为1231℃，加热的时间为228min，将加热后的板坯进行高压水除磷；通过定宽压力机定宽，采用2机架粗轧，7机架CVC精轧；精轧终轧温度为870℃，成品厚度3.0mm；层流冷却采用前分散冷却，钢带温度降低到630℃进行卷取；
冷轧退火：热轧带钢去除表面氧化铁皮后，模拟进行5机架UCM轧机冷轧，冷轧压下率为50%，轧至目标厚度1.5mm；冷硬卷连续退火在具有HGJC功能的连续立式退火炉中进行，钢带运行速度90m/min，均热温度840℃，冷却速度44℃/S，快冷终止温度280℃，平整延伸率0.55%；最后进行产品性能检测。
4.根据权利要求1所述的1300兆帕级冷轧马氏体钢的制造方法，其特征在于：将铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱碳、脱磷得到钢水，转炉冶炼全程吹氩，废钢加入转炉，转炉出钢温度1652℃；然后将转炉冶炼后钢水进行RH炉外精炼，根据转炉供RH 钢水就位成分及温度进行深脱碳处理，板坯连铸过热度为22℃，之后进行板坯清理、缓冷，及连铸坯质量检查；
加热及控轧控冷：板坯加热温度为1228℃，加热的时间为228min，将加热后的板坯进行高压水除磷；通过定宽压力机定宽，采用2机架粗轧，7机架CVC精轧；精轧终轧温度为869℃，成品厚度3.0mm；层流冷却采用前分散冷却，钢带温度降低到626℃进行卷取；
冷轧退火：热轧带钢去除表面氧化铁皮后，模拟进行5机架UCM轧机冷轧，冷轧压下率为50%，轧至目标厚度1.5mm；冷硬卷连续退火在具有HGJC功能的连续立式退火炉中进行，钢带运行速度90m/min，均热温度838℃，冷却速度44℃/S，快冷终止温度280℃，平整延伸率0.55%；最后进行产品性能检测。
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