CN117363966A - 一种700MPa级低成本免酸洗结构钢板及其制造方法 - Google Patents

一种700MPa级低成本免酸洗结构钢板及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117363966A
CN117363966A CN202210759474.9A CN202210759474A CN117363966A CN 117363966 A CN117363966 A CN 117363966A CN 202210759474 A CN202210759474 A CN 202210759474A CN 117363966 A CN117363966 A CN 117363966A
Authority
CN
China
Prior art keywords
equal
percent
less
steel
pickling
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.)
Pending
Application number
CN202210759474.9A
Other languages
English (en)
Inventor
刘生
张华�
胡晓萍
陆敏
张华伟
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.)
Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Original Assignee
Baoshan Iron and Steel 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 Baoshan Iron and Steel Co Ltd filed Critical Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority to CN202210759474.9A priority Critical patent/CN117363966A/zh
Publication of CN117363966A publication Critical patent/CN117363966A/zh
Pending legal-status Critical Current

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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/74—Temperature control, e.g. by cooling or heating the rolls or the product
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/74—Temperature control, e.g. by cooling or heating the rolls or the product
    • B21B37/76—Cooling control on the run-out table
    • 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
    • C21D11/00—Process control or regulation for heat treatments
    • C21D11/005—Process control or regulation for heat treatments for cooling
    • 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
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
    • 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
    • C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • 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
    • C22C38/08—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing nickel
    • 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
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
    • 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
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/24—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
    • 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
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/26—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with niobium or tantalum
    • 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
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/28—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium
    • 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
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • 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
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
    • 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
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
    • 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
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with 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
    • C21D2211/005—Ferrite
    • 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
    • C21D2211/009—Pearlite

Landscapes

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

Abstract

一种700MPa级低成本免酸洗结构钢及其制造方法，其化学成分质量百分比为：C：0.04～0.16％，Si≤0.05％，Mn：0.4～1.3％，P≤0.02％，S≤0.01％，Ti：0.03～0.16％，Nb：0.006～0.035％，Mo：0.06～0.3％，余量包含Fe和其它不可避免杂质，且，需要同时满足：0.251Ti+1.12Nb+0.115Mo≥0.05；C+Mn/6≤0.25。本发明实现了钢板在获得优异性能的同时具有良好的表面特性(表面氧化皮光滑、致密、抗变形剥落性能好)，其屈服强度≥600MPa，抗拉强度≥700MPa，延伸率≥14％，冷弯性能D＝2a折弯180°，且，实现免酸洗。

Description

一种700MPa级低成本免酸洗结构钢板及其制造方法
技术领域
本发明涉及结构钢领域，特别涉及一种700MPa级低成本免酸洗结构钢及其制造方法。
背景技术
随着国家对环保要求的不断提高，绿色高质量发展已经成为各行业的主旋律，用户对钢铁产品也提出了高性能、高质量、低成本等要求。许多热轧结构钢产品在涂装、使用前通常需要采用酸洗的方法去除钢板表面的氧化铁皮，由此产生的废酸严重污染环境。
为了解决上述问题，人们想到通过改善钢材表面氧化皮的状态和结构，使氧化皮的状态达到免酸洗的状态，从而减少废酸排放对环境的污染。目前关于热轧氧化皮控制的技术较多，如：
中国专利CN201010235928.X公开的“环保型高表面质量免酸洗汽车大梁钢的生产方法”，其介绍了一种采用高温加热、高温轧制、低温卷取控制汽车大梁钢表面氧化皮结构，生产出高表面质量的免酸洗汽车大梁钢的方法。
中国专利CN201110307238.5公开的“一种解决热轧汽车大梁钢板表面黑灰的温度控制方法”，其介绍了一种通过降低板坯加热温度、采用双除鳞处理、提高终轧温度和卷取温度来改善氧化皮组分来解决大梁钢表面黑灰的方法。
中国专利CN201210176422.5公开的“表面铁皮均匀的免酸洗钢卷及其制造方法”，其介绍了一种通过采用微中浪和润滑精轧以及卷后在钢卷两端表面涂覆防氧化玻璃粉和钢卷强制冷却来生产表面铁皮均匀的免酸洗钢卷的方法。
中国专利CN201310057003.4公开的“具有稳定氧化层免酸洗高强大梁用钢及其制造方法”，其介绍了一种采用后段冷却：带钢出精轧机后弛豫冷却10～30s再以10～40℃/s冷速冷却到420～550℃卷取，卷取后对钢卷进行6～10h保温后再冷却至室温来生产具有稳定氧化层免酸洗大梁钢的方法。
上述几篇专利均是采用特殊的工艺该改善钢板表面氧化皮的均匀性，主要强调的是生产工艺方法，未考虑钢板成分设计及生产的经济性和便捷性。如中国专利CN201110307238.5需采用双除磷工艺，中国专利CN201210176422.5需在扎后的钢卷两端表面涂覆防氧化玻璃粉，这些都影响正常生产效率，提高生产成本。而中国专利CN201310057003.4需要用到保温罩对卷取后的钢卷进行保温处理，这是常规热连轧产线不具备的装备，也不利于免酸洗钢的便利生产。
中国专利CN201610486480.6公开的“一种高表面质量的免酸洗热轧带钢及其制造方法”，介绍了一种通过控制钢中Si、Mn元素含量和高的卷取温度，利用卷取后Si、Mn的内氧化作用在带钢表面形成一层纯铁层来生产高表面质量免酸洗热轧带钢的方法。
中国专利CN201810003351.6公开的“一种防止热轧免酸洗汽车大梁钢氧化铁皮粉状剥落方法”，介绍了一种通过控制钢中Si元素含量(0.28wt％～0.3wt％)，并加入0.2wt％～0.225wt％的Cr，以及在卷取过程中添加风机提高冷速来调节氧化皮中Fe3O4和FeO组成配比来生产防止大梁钢氧化铁皮粉状剥落的方法。
上述两篇专利通过在钢中加入特定量的Si和Mn或Cr来控制氧化皮的结构，以达到改善钢板表面氧化皮质量的目的。
还有如中国专利CN201510778750.6公开的“400MPa级免酸洗汽车结构热轧钢板及其生产方法”、中国专利CN201010298939.2公开的“490MPa级免酸洗热轧钢板的生产方法”、中国专利CN201711190855.5公开的“510MPa级热轧免酸洗汽车结构钢板及其生产方法”、中国专利CN201711190852.1公开的“560MPa级热轧免酸洗汽车结构钢板及其生产方法”、中国专利CN201711190853.6公开的“610MPa级热轧免酸洗汽车结构钢板及其生产方法”，分别介绍抗拉强度级别在400MPa、490MPa、510MPa、560MPa、610MPa热轧免酸洗钢板的生产方法。
这几份专利技术特点相同，成分上采用C、Si、Mn+(Nb、Ti)设计，C含量在0.04～0.11％，Si含量0.05～0.27％，Mn含量0.7～1.5％，Ti的添加量在0.03以下。工艺上加热温度控制在1210～1240℃，加热时间1.2～1.8小时，终轧温度860～890℃，卷取温度560～590℃，通过成分和工艺的配合最终获得不同强度级别的热轧免酸洗钢板。
发明内容
本发明的目的在于提供一种700MPa级低成本免酸洗结构钢及其制造方法，实现了钢板在获得优异性能的同时具有良好的表面特性(表面氧化皮光滑、致密、抗变形剥落性能好)，其屈服强度≥600MPa，抗拉强度≥700MPa，延伸率≥14％，冷弯性能优异(D＝2a折弯180°)，且，实现免酸洗。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种低成本免酸洗结构钢，其化学成分质量百分比为：C：0.04～0.16％，Si≤0.05％，Mn：0.4～1.3％，P≤0.02％，S≤0.01％，Ti：0.03～0.16％，Nb：0.006～0.035％，Mo：0.06～0.3％，余量包含Fe和其它不可避免杂质，且，需要同时满足：
0.251Ti+1.12Nb+0.115Mo≥0.05；
C+Mn/6≤0.25。
进一步，还包含Cr≤0.2％，V≤0.15％、Ni≤0.1％，Ca≤0.015％中一种或一种以上。
优选的，所述结构钢的显微组织为多边形铁素体和/或准多边形铁素体+少量珠光体。
本发明所述结构钢的屈服强度≥600MPa，抗拉强度≥700MPa，延伸率≥14％，冷弯性能D＝2a折弯180°。
在本发明所述结构钢的成分设计中：
C：是本发明中最重要的强化元素，C作为钢中间隙原子，对提高钢的强度起着非常重要的作用。本发明中C还能与Ti形成析出相，提高钢的屈服强度和抗拉强度。但较高的C含量会恶化钢的焊接性和低温韧性，且在氧化皮中形成较多的孔洞，因此C含量需要控制在一个合适的范围，本发明中C含量控制为0.04～0.16％。
Si：Si虽然能以固溶强化的形式提高钢的强度并抑制或推迟Fe3C的形成。但Si含量过高，在加热炉加热过程中形成Fe2SiO4，造成除鳞不干净，导致钢板表面质量变差，并且Si含量增加会导致氧化皮均匀性变差。因此，本发明中Si含量控制在0.05％以下。
Mn：Mn是重要的强韧化元素，可以扩大奥氏体相区、稳定奥氏体，推迟奥氏体向珠光体转变，降低马氏体转变的临界冷却速度，大大提高淬透性。同时Mn还有一定的固溶强化作用，对提高钢板的强度有利。但是过高的Mn含量会导致钢的淬透性过高，不利于材料的精细控制。此外，随着环保形势的日趋严峻，Mn原料价格大幅攀升，出于成本考虑钢中也不宜加入太多的Mn。因此本发明中Mn含量控制在0.4～1.3％。
P：P是钢中的杂质元素。P极易偏聚到晶界上与Fe形成低熔点共晶化合物Fe2P，降低钢的塑性和韧性，固其含量越低越好，一般控制在0.02％以内。
S：S是钢中的杂质元素。钢中的S通常与Mn结合形成MnS夹杂，MnS有一定塑性，在轧制过程中沿着轧制方向变形，破坏基体的连续性，降低钢板横向性能，因此钢中S的含量也是越低越好，实际生产时通常控制在0.01％以内。
Ti：Ti是强碳氮化物形成元素，Ti的未溶碳氮化物在钢加热时能够有效钉扎奥氏体晶界，控制奥氏体晶粒长大，在高温奥氏体区粗轧时析出的TiN和TiC可有效抑制奥氏体晶粒长大，而在铁素体析出的细小TiC第二相颗粒能够阻止位错运动从而大大提高钢板强度。因此本发明中Ti含量控制在0.03～0.16％。
Nb：Nb是强碳氮化物形成元素，通过细晶强化和析出强化提高钢的强度。Nb可提高奥氏体再结晶温度，在较高的温度下实现奥氏体非再结晶轧制，从而可使轧件在较高的温度下完成轧制变形同时得到细小的组织。但Nb相比来说价格昂贵，因此本发明中Nb含量控制在0.006～0.035％。
Mo：Mo能够有效提高淬透性，抑制珠光体的产生；同时Mo与C有较强的亲和力，相比于单纯添加Ti的钢种，(Ti，Mo)C热稳定性比TiC高，因此高温卷取时，(Ti，Mo)C的粗化相比TiC要小得多，更能发挥第二相的析出强化效果。但Mo是贵重合金元素，含量较高将使得钢的制造成本大大增加。因此本发明控制Mo含量0.06～0.3％。
本发明采用低C、低Si、低Mn加Ti、Nb及少量Mo的成分设计。
低C、低Mn(C+Mn/6≤0.25)是为了降低钢的淬透性便于钢板组织的精确控制。若C、Mn含量过高，钢的淬透性大，精轧后层冷过程中，铁素体相变受到抑制，得不到多边形铁素体和/或准多边形铁素体，也不利于TiC、NbC等第二相在铁素体晶粒内的析出，发挥析出强化作用。同时较低的C可以减少氧化皮中空洞的产生，增加氧化皮的致密性，氧化皮致密性越高，氧化皮的韧性越好，越有利于实现免酸洗使用。较低的Mn含量有利于降低合金成本。
本发明钢中由于C、Si、Mn的含量都很低，为使钢板达到要求的强度指标，加入了一定量的Ti和Nb，通过TiC、NbC等第二相粒子的析出强化提高钢板强度。第二相析出粒子数量越多、析出粒子尺寸越小，析出强化作用越明显。为了使含Ti和Nb的第二相充分析出且防止析出粒子的粗化长大，钢中Ti、Nb和Mo的含量须满足：0.251Ti+1.12Nb+0.115Mo≥0.05。
本发明所述的低成本免酸洗结构钢的制造方法，其包括如下步骤：
1)冶炼、铸造
按上述成分冶炼、精炼、连铸成铸坯或铸锭；
2)铸坯或铸锭加热
铸坯或铸锭加热温度1250～1300℃，加热时间2～5小时；
3)热轧
粗轧前除鳞箱除鳞水打开，将炉生氧化皮即一次氧化皮去除，粗轧道次除鳞投入，粗轧出口温度≤1010℃，然后经过六机架或七机架精轧轧成成品钢卷；精轧前除鳞箱除鳞水打开，将二次氧化皮去除，精轧F1、F2机架间除鳞水投入，终轧温度为870～920℃，穿带速度≥7m/s；轧后采用前冷工艺冷却，卷取温度600～650℃；
4)冷却
钢卷卸卷后采用风机进行冷却，以≥2℃/s的冷速冷却至520～550℃后，再将钢卷送至保温墙或热卷堆内以≤0.5℃/s的冷速缓冷到室温。
在本发明所述低成本免酸洗结构钢的制造方法中：
本发明采用较高的加热温度，以保证铸坯(锭)充分奥氏体化并且钢坯中含Ti、Nb第二相充分回溶，回溶的Ti、Nb在后续轧制和层冷过程中以TiC、NbC等第二相的形式析出以提高钢板强度。
粗轧时采用较多的除鳞水以充分去除一次和二次氧化皮，同时可以保证较低的粗轧出口温度，较少钢坯在摆钢过程中氧化皮的生成。
精轧采用较多的除鳞水是为了减少三次氧化皮的生成。上述工艺过程除鳞水使用的主要目的是较少氧化皮的生成，控制氧化皮的厚度，氧化皮厚度厚度太厚时，氧化皮中的热应力较大，容易产生裂纹，降低氧化皮韧性和与基体的结合力，为实现最终钢板的免酸洗创造条件。
采用较高的终轧温度的目的是利用氧化皮在高温时的塑性，使氧化皮经过轧制充分延展变形，同时不被轧破，以提高氧化皮的均匀性、韧性和与钢基体的结合力，为最终钢板的免酸洗创造条件。
本发明采用较快的穿带速度和前段冷却工艺是为了使带钢尽快降到低温，较少轧后氧化，减少最终钢板表面氧化皮的厚度。
轧后采用前冷工艺冷却即前段冷却工艺，是指带钢进入层冷辊道即从第一个阀门就开水进行冷却，系统模型根据终轧温度、带钢速度、层流辊道长度、卷取温度目标值，自动计算确定要从第一个冷却阀门开始需要连续开启的层冷阀门。
与之对应的是后冷工艺，即带钢进入层冷辊道后先不开水，带钢空冷，系统模型根据终轧温度、带钢速度、层流辊道长度、卷取温度目标值，自动计算确定从最后一个阀门倒数要从哪个阀门开始连续开启冷却阀门。
采用较高的卷取温度卷取，以保证卷取时带钢表面的氧化皮仍主要FeO的形式存在。
卷后快速冷却至520～550℃(FeO分解温度为570℃)的温度。快速冷却是为了抑制冷却过程中FeO的分解，较低的快速冷却停冷温度是保证FeO分解有一定的过冷度，增加FeO分解的驱动力。钢卷到达停冷温度后运至保温墙或热卷堆中间是为了降低钢卷冷速，使钢卷在520～550℃保持足够的时间，使FeO充分分解为Fe和Fe3O4。参见图1。最终钢板表面氧化皮主要由Fe和Fe3O4两相组成，这两种相在所有Fe-O化合物中韧性最好，与铁基体的结合力最强。这两种相构成的氧化皮与钢基体也有很好的结合力，使氧化皮能随钢基体一起变形而不破碎、剥落，而达到免酸洗使用的目的。
本发明与现有技术相比的差异在于：
中国专利CN201610486480.6公开的“一种高表面质量的免酸洗热轧带钢及其制造方法”，介绍了一种通过控制钢中Si、Mn元素含量和高的卷取温度，利用卷取后Si、Mn的内氧化作用在带钢表面形成一层纯铁层来生产高表面质量免酸洗热轧带钢的方法。
中国专利CN201810003351.6公开的“一种防止热轧免酸洗汽车大梁钢氧化铁皮粉状剥落方法”，介绍了一种通过控制钢中Si元素含量(0.28wt％～0.3wt％)，并加入0.2wt％～0.225wt％的Cr，以及在卷取过程中添加风机提高冷速来调节氧化皮中Fe3O4和FeO组成配比来生产防止大梁钢氧化铁皮粉状剥落的方法。
上述两专利通过在钢中加入特定量的Si和Mn或Cr来控制氧化皮的结构，以达到改善钢板表面氧化皮质量的目的。
本发明中没有添加Cr，Si的含量也比上述两专利低，采用的控制氧化皮中相组成的技术方案也与上述专利不同。
还有如中国专利CN201510778750.6、CN201010298939.2、CN201711190855.5、CN201711190852.1“560MPa、CN201711190853.6分别介绍了抗拉强度级别400MPa、490MPa、510MPa、560MPa、610MPa热轧免酸洗钢板的生产方法。
上述专利技术特点相同，成分上采用C、Si、Mn+(Nb、Ti)设计，C含量在0.04～0.11％，Si含量0.05～0.27％，Mn含量0.7～1.5％，Ti的添加量在0.03以下。工艺上加热温度控制在1210～1240℃，加热时间1.2～1.8小时，终轧温度860～890℃，卷取温度560～590℃，通过成分和工艺的配合最终获得不同强度级别的热轧免酸洗钢板。
与上述专利相比，本发明中Si含量控制在0.05以下，Ti添加量在0.03以上，加热时间2～5小时，卷取温度600～650℃，并采用卷后冷却控制，技术方案明显不同。
还有如中国专利CN201010235928.X、CN201110307238.5、CN201210176422.5、CN201310057003.4，均是采用特殊的工艺改善钢板表面氧化皮的均匀性，主要强调的是生产工艺方法，未考虑钢板成分设计及生产的经济性和便捷性。其中，中国专利CN201110307238.5需采用双除磷工艺，中国专利CN201210176422.5需在扎后的钢卷两端表面涂覆防氧化玻璃粉，这些都影响正常生产效率，提高生产成本。而中国专利CN201310057003.4需要用到保温罩对卷取后的钢卷进行保温处理，这是常规热连轧产线不具备的装备，也不利于免酸洗钢的便利生产。
本发明既考虑了成分设计的经济性也考虑了钢板生产工艺的便利性，与上述专利明显不同。
与现有专利相比，本发明所述免酸洗结构钢采用低成本成分设计，通过对轧制工艺和卷后冷却过程进行控制来调控钢板表面氧化铁皮中的相组成和形态，以达到提高氧化铁皮韧性和与钢基体的结合力，实现免酸洗的目的，这是目前其它已知专利所不具备的，具体如下：
1.本发明添加的微合金元素种类少、含量低，添加了少量的Nb、Mo，没有添加V、Ni、Cr等贵重合金元素，大大降低了生产成本。
2.本发明充分利用Ti、Mo的析出强化，钢板屈服强度≥600MPa，抗拉强度≥700MPa，延伸率≥14％，冷弯性能优异，D＝2a折弯180°不开裂。
3.本发明钢种表面氧化皮均匀、致密、抗剥落性能好，能减少用户加工使用过程中脱落、起灰，改善用户工作环境。
4.本发明钢种生产工艺简单、工艺窗口宽、制造工艺流程简单，在现有热连铸产线就可以直接生产。
附图说明
图1为Fe-O相图。
图2为氧化皮抗折弯剥落性较差的照片。
图3为氧化皮抗折弯剥落性一般的照片。
图4为氧化皮抗折弯剥落性良好的照片。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
本发明钢板实施例和对比例的化学成分见表1，余量包含Fe和不可避免的杂质。其中，编号Ⅰ～Ⅸ的成分在本发明设计的成分范围内，编号Ⅹ、Ⅺ成分不在本发明设计的成分范围内。
本发明实施例钢的生产工艺为：采用铁水深脱硫后转炉冶炼、炉外精炼、连铸形成板坯、热轧、冷却；具体参数参见表2，其中，
1、所有实施例、对比例钢生产时粗轧前除鳞水2组全开，粗轧除鳞水开3组，精轧前除鳞水2组全开，F1、F2机架间除鳞水全开。
2、卷后冷却，采用“快冷+缓冷”，是指钢卷卷取卸卷后用风机快冷(≥2℃/s)到520～550℃后，再将钢卷送至保温墙或热卷堆内缓冷到室温；“自然冷却”指钢卷卷取卸卷后由运输量运送到钢卷库自然冷却。
由表1～表3可见，本发明实施例1～13的钢板成分和工艺在本发明设计的范围内，钢板性能满足要求，钢板的表面质量也“良好”，达到了免酸洗钢的表面质量要求。
对比例1、2，钢板成分在本发明设计范围内，但对比例1卷取温度低于本发明设计的卷取温度范围，最终钢板抗拉强度未达到700MPa，钢板表面质量等级为“一般”。对比例2轧制工艺落在本发明设计的工艺范围内，但未控制钢卷卷后冷速，钢板性能虽然满足要求，但表面质量“较差”。
对比例3、4，钢板成分未在本发明设计的范围内，对比例3工艺与本发明设计的工艺也不相同，钢板性能满足要求，但钢板表面质量“较差”。
对比例4工艺虽然落在本发明设计的工艺范围内，钢板性能也满足要求，但成分未落在发明设计成分范围内，钢板表面质量“一般”，未达到免酸洗钢的表面质量要求。
表1单位，wt％
表2
表3
注：钢板是否能免酸洗使用可以通过氧化皮的抗折弯剥落性来评价。氧化皮抗折弯剥落性通过检查钢板折弯后外表面氧化皮的剥落情况来衡量。具体做法是：
将带氧化皮的钢板进行d＝2a，90°折弯，折弯后在外R角处贴透明胶带，并撕下转帖到白纸上观察脱落的氧化皮情况。
参见图2～图4，根据氧化皮脱落程度将氧化皮抗折弯剥落性分为“良好”、“一般”、“较差”三个等级。抗折弯剥落性为“良好”的钢板，可以免酸洗使用，“一般”、“较差”的钢板建议酸洗或抛丸后再使用。

Claims (7)

1.一种700MPa级低成本免酸洗结构钢，其化学成分质量百分比为：C：0.04～0.16％，Si≤0.05％，Mn：0.4～1.3％，P≤0.02％，S≤0.01％，Ti：0.03～0.16％，Nb：0.006～0.035％，Mo：0.06～0.3％，余量包含Fe和其它不可避免杂质，且，需要同时满足：
0.251Ti+1.12Nb+0.115Mo≥0.05；
C+Mn/6≤0.25。
2.如权利要求1所述的700MPa级低成本免酸洗结构钢，其特征在于，所述余量为Fe和其它不可避免杂质。
3.如权利要求1或2所述的700MPa级低成本免酸洗结构钢，其特征在于，还包含Cr≤0.2％，V≤0.15％、Ni≤0.1％，Ca≤0.015％中一种或一种以上。
4.如权利要求1或2或3所述的700MPa级低成本免酸洗结构钢，其特征在于，所述结构钢的显微组织为多边形铁素体和/或准多边形铁素体+少量珠光体。
5.如权利要求1～4中任一项所述的700MPa级低成本免酸洗结构钢，其特征在于，所述结构钢的屈服强度≥600MPa，抗拉强度≥700MPa，延伸率≥14％，冷弯性能D＝2a折弯180°。
6.如权利要求1所述的700MPa级低成本免酸洗结构钢的制造方法，其特征是，包括如下步骤：
1)冶炼、铸造
按权利要求1或2或3所述成分冶炼、精炼、连铸成铸坯或铸锭；
2)铸坯或铸锭加热
铸坯或铸锭加热温度1250～1300℃，加热时间2～5小时；
3)热轧
粗轧前除鳞，将炉生氧化皮即一次氧化皮去除，粗轧道次除鳞投入，粗轧出口温度≤1010℃，然后经过多机架精轧轧成成品钢卷；精轧前除鳞，将二次氧化皮去除，精轧F1、F2机架间除鳞水投入，终轧温度为870～920℃，穿带速度≥7m/s；轧后采用前冷工艺冷却，卷取温度600～650℃；
4)冷却
钢卷卸卷后采用风机进行冷却，以≥2℃/s的冷速冷却至520～550℃后，再将钢卷送至保温墙或热卷堆内以≤0.5℃/s的冷速缓冷到室温。
7.如权利要求6所述的700MPa级低成本免酸洗结构钢的制造方法，其特征是，步骤3)热轧精轧采用六机架或七机架轧成成品钢卷。
CN202210759474.9A 2022-06-29 2022-06-29 一种700MPa级低成本免酸洗结构钢板及其制造方法 Pending CN117363966A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210759474.9A CN117363966A (zh) 2022-06-29 2022-06-29 一种700MPa级低成本免酸洗结构钢板及其制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210759474.9A CN117363966A (zh) 2022-06-29 2022-06-29 一种700MPa级低成本免酸洗结构钢板及其制造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117363966A true CN117363966A (zh) 2024-01-09

Family

ID=89391551

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210759474.9A Pending CN117363966A (zh) 2022-06-29 2022-06-29 一种700MPa级低成本免酸洗结构钢板及其制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117363966A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101139681B (zh) 中高牌号冷轧无取向硅钢及其制造方法
CN110295320B (zh) 一种lf-rh精炼工艺生产的大壁厚x52ms抗酸管线钢板及其制造方法
CN107475624A (zh) 含钛厚规格耐候钢及其生产方法
CN111558701B (zh) 一种细晶高强微合金马氏体钢薄带的制造方法
CN112430787B (zh) 一种低屈强比高强度冷轧热镀锌钢板及其制造方法
CN107988562A (zh) 一种x65级低成本海底管线钢及其制造方法
JPS5967322A (ja) 深絞り用冷延鋼板の製造方法
CN111996461A (zh) 一种微合金化电阻焊管用x70管线卷板及其生产方法
CN113751679B (zh) 一种无钴马氏体时效钢冷轧薄带的制造方法
CN112795731A (zh) 一种灯罩用冷轧钢板及其生产方法
CN112813347B (zh) 一种高r值低碳铝镇静钢铁素体轧制生产方法
CN110079733B (zh) 一种极薄规格超高强度中碳贝氏体钢及其制造方法
CN115386782B (zh) 一种低成本高强镀锌板及其夹芯板的制造工艺
CN110565024A (zh) 含铌钛550MPa级厚规格耐候钢及其生产方法
CN112410676B (zh) 一种热轧低碳钢及其生产方法
CN117363966A (zh) 一种700MPa级低成本免酸洗结构钢板及其制造方法
CN107326282B (zh) 600MPa级高屈强比热轧高强轻质钢及其制造方法
CN117344214A (zh) 一种510MPa级低成本免酸洗结构钢板及其制造方法
CN117344215A (zh) 一种590MPa级低成本免酸洗结构钢板及其制造方法
JPS5931829A (ja) 深絞り性の優れたＡｌキルド高強度冷延鋼板の製造方法
CN115537664B (zh) 一种搪烧后屈服强度≥300MPa级热轧酸洗搪瓷用钢及其生产方法
CN116043109B (zh) 一种低成本高扩孔性能980MPa级热镀锌双相钢及其制备方法
CN111961980B (zh) 一种csp流程无常化工艺生产薄规格中高牌号无取向硅钢的方法
CN111663080B (zh) 一种细晶低碳高强钢薄带的制造方法
JPS5831035A (ja) 加工性が優れかつ焼付硬化性を有する溶融亜鉛メツキ鋼板の製造方法

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