CN1757782A

CN1757782A - 一种低碳700MPa级复合强化超细晶粒带钢的制造方法

Info

Publication number: CN1757782A
Application number: CN 200510047632
Authority: CN
Inventors: 杜林秀; 衣海龙; 高彩茹; 王国栋; 刘相华
Original assignee: Northeastern University China
Current assignee: Northeastern University China
Priority date: 2005-11-04
Filing date: 2005-11-04
Publication date: 2006-04-12
Anticipated expiration: 2025-11-04
Also published as: CN100419109C

Abstract

本发明涉及一种低碳700MPa级复合强化超细晶粒带钢的制造方法，要点是选配高强度钢的化学组成成分，重量百分比为：C 0.06～0.10％，Si≤0.1％，Mn 1.60－2.20％，Nb 0.05～0.07％，V 0.05～0.07％，Ti 0.05～0.07％，P＜0.01％，S＜0.01％，其余为铁Fe；执行如下控轧控冷工艺制度：连铸钢坯加热，加热温度1200℃，粗轧开轧1150℃，粗轧终轧1050℃，粗轧1～3道次；精轧开轧1000－950℃，精轧终轧790－850℃，精轧5～7道次，平均每道次的压下量控制在20～30％，精轧机架间采用水冷；轧后冷却速度30－60℃/s，卷取温度450－600℃。本发明高强带钢金相组织主要以2～4μm的铁素体和少量占10～20％的贝氏体组成。产品具有良好的低温韧性或塑性，其工艺简单，生产成本低。

Description

一种低碳700MPa级复合强化超细晶粒带钢的制造方法

技术领域

本发明涉及一种低碳高强结构钢的制备方法，具体涉及一种生产低碳700MPa级复合强化超细晶粒带钢的制造方法。

背景技术

随着社会和经济的发展，钢铁工业所面临的节省资源、节约能源、保护环境的压力越来越大。目前国内外在得到700MPa强度级别的钢种时多采用的是合金化的思想，这导致了钢材成本的增加，同时合金元素的增多也增加了钢材后期的回收再利用的难度。日本的Yoshimasa FUNAKAWA等学者在2004年的ISIJ International的11期的1945～1951页发表的文章中介绍了采用添加Ti和Mo来获得高强钢的方法。该钢的组织为铁素体基体上分布纳米尺寸的碳化物，当Ti和Mo的原子数比值在1左右时，钢材的性能最好，屈服强度在700MPa以上，具有较好的性能，其钢材成分为：C0.047％，Si0.22％，Mn1.59％，P0.002％，S0.001％，N0.004％，Ti0.082％，Mo0.20％。此研究表明，只有同时添加Ti和Mo，钢材的屈服强度才能达到700MPa以上，这样就相对提高了钢材的成本，同时Mo元素的加入量也对钢材性能有较大的影响，给钢材的冶炼带来困难。

发明内容

本发明的目的是为了克服已知技术存在的缺陷，提供一种低碳700MPa级复合强化超细晶粒带钢的制造方法，是在碳锰结构钢成分的基础上，通过添加微合金元素和采用控轧控冷技术，生产屈服强度在700MPa以上，抗拉强度在780MPa以上，延伸率在20％左右，同时具有良好使用性能的结构带钢，其金相组织为晶粒尺寸为2～4μm的铁素体，10～20％的贝氏体的复相组织；其制造工艺简单，能较大地降低生产成本。

实现本发明目的的技术方案是：包括选配高强度钢的化学组成成分，钢的冶炼，连铸钢坯工艺步骤，其要点是：选配高强度钢的化学组成成分，重量百分比为：C0.06～0.10％，Si≤0.1％，Mn1.60-2.20％，Nb0.05～0.07％，V0.05～0.07％，Ti0.05～0.07％，P＜0.01％，S＜0.01％，其余为铁Fe；对连铸钢坯，执行如下控轧控冷工艺制度：

1)轧制工艺：对连铸钢坯加热，加热温度为1200℃，之后进行控制轧制，粗轧开轧温度为1150℃，粗轧终轧温度为1050℃，粗轧过程进行1～3道次轧制；精轧开轧温度为1000-950℃，精轧终轧温度为790-850℃，精轧过程进行5～7道次轧制，精轧机架间采用水冷；

2)轧后冷却工艺：将上述轧制后坯料进行水冷却，冷却速度为30-60℃/s，卷取温度为450-600℃。

上述连铸钢坯经过粗轧后，中间坯料厚度为32～45mm，最终产品厚度为3～8mm；精轧过程平均每道次的压下量控制在20～30％。

对上述连铸坯料是在奥氏体再结晶区、未再结晶区及形变诱导相变区控制轧制。通过高温区的奥氏体再结晶控制轧制，充分细化奥氏体晶粒；通过精轧阶段的道次间水冷，降低轧件温度，增加奥氏体未再结晶区的变形；精轧终轧温度控制在790～850℃，使轧制过程中产生较大的累积应变；通过轧后快速冷却及适度温度的卷取，得到超细2～4μm的铁素体和占10～20％的贝氏体组成。

本发明与已有技术相比较，具有显著的优点和积极效果：

1)、本发明超细晶粒带钢有超细化的铁素体组织，使材料具有较高的屈服强度，良好的塑性，同时材料的韧性，特别是材料的低温韧性得到很大改善。组织中引入适量的贝氏体可有效的提高抗拉强度，改善加工硬化能力，降低屈强比，使材料在提高强度的同时，还具有良好的成型性。

2)、由于本发明超细晶粒带钢中微合金元素含量少，而且生产工艺简单，因此能较大地降低生产成本。

3)、本发明高强带钢可达到如下综合性能：σ_s700-760MPa，σ_b780-840MPa，δ₅≥18％。

具体实施方式

例1：选配高强超细晶粒带钢的化学组成成分，重量％比是：C0.06％，Si0.10％，Mn2.20％，Nb0.05％，V0.07％，Ti0.07％，P0.003％，S0.008％，其余为铁Fe，将上述配制好的原料在200吨转炉上冶炼好钢，并连铸成250mm×1300mm×10020mm的连铸坯，将连铸坯加热到1200℃，在2050热连轧机上轧制，粗轧开轧温度控制为1150℃，粗轧终轧温度控制为1050℃，粗轧2道次，中间坯厚为40mm，此后对中间坯进行精轧，精轧开轧温度控制为1000℃，精轧终轧温度控制为850℃，精轧5道次，精轧平均每道次的压下量控制在30％，精轧机间采用水冷；将上述轧制后坯料进行水冷却，冷却速度为30℃/s，卷取温度为600℃。最终获取低碳复合强化超细晶粒带钢产品，产品厚度为5mm，力学性能检验结果为：σ_s700MPa，σ_b780MPa，δ₅19％，akv 123J/mm²，冷弯，B＝35，d＝0.5a，合格。

例2：选配高强超细晶粒带钢的化学组成成分，重量％比是：C0.10％，Si0.07％，Mn1.60％，Nb0.06％，V0.07％，Ti0.06％，P0.007％，S0.005％，其余为铁Fe；粗轧1道次，粗轧后坯厚为45mm，精轧开轧温度为970℃，精轧终轧温度为806℃，进行7道次轧制，精轧平均每道次压下量控制在20％，轧后冷却，冷却速度为50℃/s，卷取温度为550℃。其它工艺过程和工艺条件同例1。最终产品的厚度为8mm，力学性能检验结果为：σ_s730MPa，σ_b830MPa，δ₅18％，akv 130J/mm²，冷弯，B＝35，d＝0.5a，合格。

例3：选配高强超细晶粒带钢的化学组成成分，重量％比是：C0.06％，Si0.08％，Mn1.60％，Nb0.07％，V0.05％，Ti0.07％，P0.003％，S0.006％，其余为铁Fe；粗轧3道次，粗轧后坯厚为32mm，精轧开轧温度为950℃，精轧终轧温度为790℃，进行6道次轧制；精轧平均每道次压下量控制在25％，轧后冷却，冷却速度为60℃/s，卷取温度为450℃。其它工艺过程和工艺条件均与例1相同。最终产品厚度为3mm，力学性能检验结果为：σ_s720MPa，σ_b810MPa，δ₅18％，akv 134J/mm²，冷弯，B＝35，d＝0.5a，合格。

Claims

1、一种低碳700MPa级复合强化超细晶粒带钢的制造方法，包括选配高强度钢的化学组成成分，钢的冶炼，连铸钢坯工艺步骤，其特征在于选配高强度钢的化学组成成分，重量百分比为：C 0.06～0.10％，Si≤0.1％，Mn 1.60-2.20％，Nb 0.05～0.07％，V0.05～0.07％，Ti 0.05～0.07％，P＜0.01％，S＜0.01％，其余为铁Fe；对连铸钢坯，执行如下控轧控冷工艺制度：

2、按照权利要求1所述的一种低碳700MPa级复合强化超细晶粒带钢的制造方法，其特征在于连铸坯料粗轧后的中间厚度为32～45mm，最终产品厚度为3～8mm。

3、按照权利要求1所述的一种低碳700MPa级复合强化超细晶粒带钢的制造方法，其特征在于精轧过程平均每道次的压下量控制在20～30％。