CN117107027A - 一种热轧双相钢及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及轧钢技术领域，尤其涉及一种热轧双相钢及其制备方法。所述方法包括：对具有设定化学成分的钢坯进行加热，以使所述钢坯具有第一温度；对加热后的所述钢坯进行轧制，得到热轧板；其中，所述轧制包括：对加热后的所述钢坯进行粗轧，得到具有第二温度的中间坯；对所述热轧板进行卷取，并控制所述卷取的温度，得到热轧卷；对所述热轧卷进行缓冷和避风口处理，并控制所述缓冷的时间，得到热轧双相钢。本申请制备得到的热轧双相钢获得良好边部质量和头中尾性能一致性，并降低了生产成本。

Description

一种热轧双相钢及其制备方法
技术领域
本申请涉及轧钢技术领域，尤其涉及一种热轧双相钢及其制备方法。
背景技术
热轧带钢的质量决定了能否批量稳定得获得质量良好的冷轧带钢。热轧带钢的组织性能，一定程度上影响了最终冷轧带钢的组织性能。高强冷轧带钢组织性能是评价汽车结构零件质量的最重要的指标，获得组织性能均匀的冷轧带钢是钢厂生产的重要目标。然而，现有热轧带钢难以同时兼顾组织性能均匀和质量。
因此，亟需制备出一种质量良好以及组织性能均匀的高强热轧带钢。
发明内容
本申请提供了一种热轧双相钢及其制备方法，以解决现有热轧双相钢难以同时兼顾钢板的边部质量和头中尾性能均匀性一致性的技术问题。
第一方面，本申请提供了一种热轧双相钢的制备方法，所述方法包括：
对具有设定化学成分的钢坯进行加热，以使所述钢坯具有第一温度；
对加热后的所述钢坯进行轧制，得到热轧板；其中，所述轧制包括：对加热后的所述钢坯进行粗轧，得到具有第二温度的中间坯；
对所述热轧板进行卷取，并控制所述卷取的温度，得到热轧卷；
对所述热轧卷进行缓冷和避风口处理，并控制所述缓冷的时间，得到热轧双相钢。
可选的，所述第一温度为1240-1270℃。
可选的，所述加热的时间为180-210min。
可选的，所述第二温度为1050-1160℃。
可选的，所述轧制的终轧温度为870-910℃。
可选的，所述卷取的温度为540-580℃。
可选的，所述缓冷的时间为27h以内。
可选的，所述设定化学成分包括：
C、Si、Mn、Cr、Al、Nb、Ti以及Fe；其中，以质量分数计，
C的含量为0.12-0.16％，Si的含量为0.2-0.4％，Mn的含量为2.4-2.6％，Cr
的含量为0.5-0.7％，Al的含量为0.02-0.06％，Nb的含量为0.02-0.03％，Ti的含量为0.015-0.025％。
可选的，所述热轧卷的厚度为1.2-6.0mm。
第二方面，本申请提供了一种热轧双相钢，所述热轧双相钢由第一方面任一项实施例所述的方法制备得到。
本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
本申请实施例提供的该热轧双相钢的制备方法，通过化学成分设计、热轧工艺设计和热轧卷卷取后冷却环境控制。该方法可以获得边部质量良好，板卷头中尾性能一致性更好的热轧双相钢。此外，该方法还显著降低了合金成本。
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。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种热轧双相钢的制备方法的流程示意图；
图2为本申请实施例1提供的一种热轧双相钢的边部状态图片；
图3为本申请对比例1提供的一种热轧双相钢的边部状态图片；
图4为本申请实施例1提供的一种热轧双相钢的边部显微组织图；
图5为本申请对比例1提供的一种热轧双相钢的边部显微组织图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的各种实施例可以以一个范围的形式存在；应当理解，以一范围形式的描述仅仅是因为方便及简洁，不应理解为对本申请范围的硬性限制；因此，应当认为所述的范围描述已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。例如，应当认为从1到6的范围描述已经具体公开子范围，例如从1到3，从1到4，从1到5，从2到4，从2到6，从3到6等，以及所述范围内的单一数字，例如1、2、3、4、5及6，此不管范围为何皆适用。另外，每当在本文中指出数值范围，是指包括所指范围内的任何引用的数字(分数或整数)。
在本申请中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”具体为附图中的图面方向。另外，在本申请说明书的描述中，术语“包括”“包含”等是指“包括但不限于”。在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。在本文中，“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。在本文中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“至少一种”、“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。
除非另有特别说明，本申请中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
第一方面，本申请提供了一种热轧双相钢的制备方法，请参见图1，所述方法包括：
S1、对具有设定化学成分的钢坯进行加热，以使所述钢坯具有第一温度；
在一些实施方式中，所述设定化学成分包括：
C、Si、Mn、Cr、Al、Nb、Ti以及Fe；其中，以质量分数计，
C的含量为0.12-0.16％，Si的含量为0.2-0.4％，Mn的含量为2.4-2.6％，Cr的含量为0.5-0.7％，Al的含量为0.02-0.06％，Nb的含量为0.02-0.03％，Ti的含量为0.015-0.025％。
在本申请实施例中，以DP1180双相高强钢举例。其中，C和Si与普通的DP1180双相高强钢相比控制略有升高，在本方法中主要取消了传统DP1180品种惯用的Mo元素，用C、Si含量的提升补偿Mo元素取消后的强度变化，同时使用了Nb、Ti元素保证强度的同时，提升钢板金相组织的均匀性。本申请对关键合金元素进行精确设计和合理匹配，Mo含量为0％，通过降Mo实现合金成本的降低，同时精准匹配后续热连轧工艺和热轧卷下线环境控制，改善边部组织状态和热轧卷头中尾性能一致性。
控制C的含量为0.12-0.16％的积极效果：C含量不能过高，C含量过高容易导致热轧带钢出现带状组织，带状组织可以遗传至冷轧薄板导致冷轧薄板性能降低。具体地，该C的含量可以为0.12％、0.14％、0.16％等。
控制Si的含量为0.2-0.4％的积极效果：Si含量有助于钢发生奥氏体转变时，铁素体更加纯净，从而有利于成形，但Si含量过高，容易造成氧化铁皮增多。具体地，该Si的含量可以为0.2％、0.4％、0.3％等。
控制Mn的含量为2.4-2.6％的积极效果：Mn是强化元素，能够提高钢的强度。具体地，该Mn的含量可以为2.4％、2.5％、2.6％等。
控制Cr的含量为0.5-0.7％的积极效果：Cr能提高钢板淬透性和提高强度，但因为Cr元素具有较为明显的表层析出特性，含量高容易在带钢表面形成致密氧化物，遗传至后道工序影响带钢表面质量。具体地，该Cr的含量可以为0.7％、0.5％、0.6％等。
控制Al的含量为0.02-0.06％的积极效果：Al主要是为了脱氧而添加的，Al的添加会导致其与N元素发生反应沉淀，对于固溶N元素的含量形成一定影响，过多的Al会使氧化铝夹杂增多，使钢的延展性变差。具体地，该Al的含量可以为0.02％、0.04％、0.06％等。
控制Nb的含量为0.02-0.03％的积极效果：在钢中加入少量的易形成C、N化合物的元素Ti、Nb，才能使C、N原子被固定形成细小弥散的微合金第二相，细化和均匀化热轧卷金相组织，同时抑制组织中存在的少量H元素可能形成的应力集中点，给后续轧制变形带来开裂隐患。具体地，该Nb的含量可以为0.02％、0.03％等。
控制Ti的含量为0.015-0.025％的积极效果：Ti与Nb的作用相似，但是Ti(C，N)比Nb(C，N)的析出温度高一些。另外，Nb的相对原子质量比Ti相对原子质量大，故同样C、N含量的钢，达到非时效性所需的Nb量比Ti量多些。Ti和Nb的添加量也不易过多，过多的Ti和Nb不仅会增大成本，而且使钢的再结晶温度提高。具体地，该Ti的含量可以为0.015％、0.020％、0.025％等。
在一些实施方式中，所述第一温度为1240-1270℃。
在一些实施方式中，所述加热的时间为180-210min。
在本申请实施例中，实施该热轧加热制度的积极效果：随着Mo元素的取消，Nb、Ti元素的引入，板坯中微合金第二相粒子含量仍较高，板坯奥氏体化，微合金第二相重新分解所需的温度和热量仍较高，控制热连轧时，板坯加热时间和温度，可以有效控制板坯初始晶粒尺寸，对最终热轧卷的金相组织和性能有较大影响，因而控制上述加热的工艺参数。
“第一温度”表示出钢温度，控制该出钢温度为1240-1270℃的积极效果：板坯加热炉要保证板坯的温度均匀性，温度过高会导致板坯的过烧和过热，过低容易导致合金元素固溶不充分。具体地，该出钢温度可以为1240℃、1250℃、1260℃、1270℃等。该出钢温度也是加热炉温度。
控制该加热的时间为180-210min的积极效果：在炉时间是板坯加热带要求的出炉温度和要求的温度均匀性所用的时间，保证使板坯的组织和成分均匀化，而又不造成能源的浪费。具体地，该加热的时间可以为180min、200min、210min等。
S2、对加热后的所述钢坯进行轧制，得到热轧板；其中，所述轧制包括：对加热后的所述钢坯进行粗轧，得到具有第二温度的中间坯；
在一些实施方式中，所述第二温度为1050-1160℃。
在本申请实施例中，“第二温度”表示中间坯的温度，控制中间坯的温度为1050-1160℃的积极效果：整体热轧轧制过程在较高温度下进行，中间坯温度控制在上述温度范围，保证Nb、Ti第二相微合金相充分弥散均匀析出，起到钉扎晶界的作用，细化晶粒，均匀化热轧卷金相组织。具体地，该中间坯的温度可以为1050℃、1100℃、1160℃等。
在一些实施方式中，所述轧制的终轧温度为870-910℃。
在本申请实施例中，控制轧制的终轧温度为870-910℃的积极效果：终轧温度按较低温度控制，避免轧制完成后晶粒仍有充足的热量进行晶粒长大，终轧温度按上述温度范围控制，使热轧卷成品晶粒不过度长大。具体地，该轧制的终轧温度可以为870℃、890℃、910℃等。
S3、对所述热轧板进行卷取，并控制所述卷取的温度，得到热轧卷；
在一些实施方式中，所述卷取的温度为540-580℃。
在本申请实施例中，控制卷取的温度为540-580℃的积极效果：以得到铁素体组织和合适的第二相粒子，第二相粒子会阻止晶粒过度长大，使组织均匀化，防止晶粒过大引起热轧卷组织性能的不均匀。卷取温度过低，容易因冷却水用量过大导致带钢表面存水，引发局部马氏体、贝氏体组织的增多，因组织不均匀造成冷轧边部裂口和板形突变的问题，对后续冷轧轧制不利；卷取温度过高，容易因热轧卷下线温度较高，有较大的组织性能变化空间，造成组织晶粒粗大，对最终热轧成品的组织性能均匀性、一致性不利，也容易引发表面氧化铁皮增厚，造成最终冷轧薄板质量、性能变差。具体地，该卷取的温度可以为540℃、560℃、580℃等。
S4、对所述热轧卷进行缓冷和避风口处理，并控制所述缓冷的时间，得到热轧双相钢。
在一些实施方式中，所述缓冷的时间为27h以内。
在本申请实施例中，S4步骤为热轧卷下线冷却环境控制，其积极效果：最终热轧卷成品组织性能与卷取下线钢卷后的温度履历相关，高强钢随着强度级别的提高，强化元素用量升高，组织性能对温度的敏感性也逐步提高，因此对热轧卷下线后的环境温度要严格控制，以提升板卷头中尾性能均匀性一致性。避风口处理为：48h规避仓库风口。不进行带钢后续加工处置。
具体地，该S4步骤包括：带钢厚度1.2-6.0mm执行统一生产下线冷却要求，卷取成卷后20min内进入缓冷坑，24小时内缓冷坑放置，48小时内规避仓库风口，不进行带钢后续加工处置。
在一些实施方式中，所述热轧卷的厚度为1.2-6.0mm。
该1.2-6.0mm的热轧卷进行S4步骤。
该方法实际应用效果佳，彻底锁定控制关键点，钢板头中尾性能一致性获得大幅优化；应用范围广，具有可推广性。
第二方面，本申请提供了一种热轧双相钢，所述热轧双相钢由第一方面任一项实施例所述的方法制备得到。
该热轧双相钢是基于上述热轧双相钢的制备方法来实现，该热轧双相钢的制备方法的具体步骤可参照上述实施例，由于该热轧双相钢采用了上述实施例的部分或全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
下面结合具体的实施例，进一步阐述本申请。应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。
本申请提供了一种热轧双相钢的制备方法，所述方法包括：
S1、对具有设定化学成分的钢坯进行加热，以使所述钢坯具有第一温度；
S2、对加热后的所述钢坯进行轧制，得到热轧板；其中，所述轧制包括：对加热后的所述钢坯进行粗轧，得到具有第二温度的中间坯；
S3、对所述热轧板进行卷取，并控制所述卷取的温度，得到热轧卷；
S4、对所述热轧卷进行缓冷和避风口处理，并控制所述缓冷的时间，得到热轧双相钢。在本申请实施例中，以DP1180双相高强钢举例。具体的工艺参数请参见表1-表3。
表1热轧双相钢的化学成分(wt％)
表2热轧双相钢的制备工艺参数
表3热轧双相钢的冷却环境控制参数
序号 进缓冷坑时长h 风口放置 平整举例卷取下线时长h
实施例1 27 否 34
对比例1 - 是 54
实施例2 25 否 50
对比例2 12 否 30
实施例3 24 否 55
将实施例1-3和对比例1-2制备得到的热轧双相钢进行力学性能测试，其结果请参见表4表4热轧双相钢的性能均匀性结果
实施例1和对比例1对比看出：成分降低后，通过热连轧工艺的调整，边部热轧卷边部状态明显改善。通过实施例的图2和对比例的图3的边部状态图片，可得知实施例1的双相钢具有良好的边部质量。通过实施例1的图4的显微组织图，可得知铁素体晶界已经不清晰，同时马氏体尺寸明显减少，且弥散分布，组织均匀性良好；对比例1的图5的边部的显微组织图可得知，马氏体尺寸较大，铁素体呈多边形，等轴状形貌，组织均匀性较差。
实施例2和对比例2对比看出：成分降低后，通过热连轧工艺的调整和冷却环境控制，DP1180热轧卷头中尾性能差异明显降低。
实施例1-3看出，低合金成分DP1180热轧卷具有良好的边部质量和差异更小的头中尾力学性能。
此外，节约成本：从实施案例和对比案例看出，低合金成分DP1180热轧卷合金成本较普通DP1180热轧卷降低400-550元/吨钢。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种热轧双相钢的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
对具有设定化学成分的钢坯进行加热，以使所述钢坯具有第一温度；
对加热后的所述钢坯进行轧制，得到热轧板；其中，所述轧制包括：对加热后的所述钢坯进行粗轧，得到具有第二温度的中间坯；
对所述热轧板进行卷取，并控制所述卷取的温度，得到热轧卷；
对所述热轧卷进行缓冷和避风口处理，并控制所述缓冷的时间，得到热轧双相钢。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一温度为1240-1270℃。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述加热的时间为180-210min。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二温度为1050-1160℃。
5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述轧制的终轧温度为870-910℃。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述卷取的温度为540-580℃。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述缓冷的时间为27h以内。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定化学成分包括：
C、Si、Mn、Cr、Al、Nb、Ti以及Fe；其中，以质量分数计，
C的含量为0.12-0.16％，Si的含量为0.2-0.4％，Mn的含量为2.4-2.6％，Cr的含量为0.5-0.7％，Al的含量为0.02-0.06％，Nb的含量为0.02-0.03％，Ti的含量为0.015-0.025％。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热轧卷的厚度为1.2-6.0mm。
10.一种热轧双相钢，其特征在于，所述热轧双相钢由权利要求1-9任一项所述的方法制备得到。
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