CN1928130A - 低屈强比超细晶粒带钢的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低屈强比超细晶粒带钢的制造方法，该方法能在保证晶粒适度细化的前提下，有效地降低热轧带钢的屈强比。该方法包括如下步骤：将碳锰钢坯料加热至1150～1200℃；进行控制轧制，粗轧开轧温度为1050～1150℃，粗轧终轧温度为1000～1050℃，精轧开轧温度为950～1000℃，精轧终轧温度为830～870℃；将终轧后的带钢以20～40℃/s的冷速、快速冷却到710～735℃，然后通过调整冷却集管组数使带钢在近于空冷的条件下缓慢冷却3～5秒，最后再将钢带快速冷却到卷取的目标温度650～670℃；获得屈服强度295～415Mpa、抗拉强度460～510Mpa、延伸率26～40％、屈强比Rel/Rm≤0.80和低屈强比超细晶粒带钢。
Description
技术领域
本发明涉及带钢的制造方法，特别涉及一种低屈强比超细晶粒带钢的制造方法。
背景技术
目前，钢铁材料仍然是结构材料的主体。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，因此，对传统的钢铁材料采用特殊的制备方法，大幅度提高其综合力学性能，已成为钢铁材料研究的主要方向。其中，采用热机械控制轧制工艺(TMCP)、紧凑式带钢生产线(CSP)和板带钢超快速冷却装置(UFC)等新技术、低成本地生产细晶粒或超细晶粒高强度钢是当前冶金行业的发展方向。
通常，钢材的屈服强度和抗拉强度均与晶粒直径d的-1/2次方成正比，晶粒细化将使钢材的屈服强度和抗拉强度显著提高，但晶粒细化对屈服强度的贡献比对抗拉强度的贡献更大，晶粒越细屈服强度与抗拉强度的差值越小，屈强比Rel/Rm值越大，因此，当钢材的晶粒尺寸细小到一定程度后，虽然钢材的强度指标仍会继续遵循晶粒直径d的-1/2次方正比例地增高，可作为成型性能重要指标的屈强比Rel/Rm值却会逐渐增大到接近1，致使钢材的冷成型性能显著降低或变成不可成型的高强材料，这是现有技术尚未解决的难题。
目前，热连轧机组生产超细晶粒带钢时，通常采用的是终轧后一次性快速冷却到目标卷取温度的前段冷却方式，该方法难以适应超细晶粒钢的相变特点，不易获得均匀的超细晶粒组织和低屈强比的超细晶粒带纲，这已成为超细晶粒钢产业化技术继续进展的瓶颈，引起国内外同行的广泛关注。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种低屈强比超细晶粒带钢的制造方法，该制造方法能在保证晶粒适度细化的前提下，有效地降低热轧带钢的屈强比。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明的低屈强比超细晶粒带钢的制造方法，包括如下步骤：①将碳锰钢坯料加热至1150～1200℃；②进行控制轧制，粗轧开轧温度为1050～1150℃，粗轧终轧温度为1000～1050℃，精轧开轧温度为950～1000℃，精轧终轧温度为830～870℃；③将终轧后的带钢以20～40℃/s的冷速快速冷却到710～735℃，然后通过调整冷却集管组数使带钢在近于空冷的条件下缓慢冷却3～5秒，最后再将钢带快速冷却到卷取的目标温度650～670℃；④获得低屈强比超细晶粒带钢。
所获得的带钢金相组织为晶粒尺寸5～8μm的铁素体/珠光体组织，其机械性能为：屈服强度295～415Mpa，抗拉强度460～510Mpa，延伸率26～40％，屈强比Rel/Rm≤0.80，且σs/σb值分布在0.71～0.76之间。
本发明的有益效果是，结合热连轧带纲生产机组的工艺特点和设备条件，在保证特定的化学组成和晶粒适度细化的前提下，通过改变TMCP工艺参数和轧后冷却路径，有效地解决了现有技术所存在的技术难题，生产出低屈强比超细晶粒带钢产品。
附图说明
图1是利用本发明低屈强比超细晶粒带钢的制造方法所获得的3mm厚度超细晶粒热轧带钢的金相组织照片。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
本发明的低屈强比超细晶粒带钢的制造方法，包括如下步骤：
①将碳锰钢坯料加热至1150～1200℃。
所述碳锰钢坯料宜采用由以下化学成分和配比为原料经过冶炼，并连铸成的碳锰钢坯料：C：0.13～0.16wt％、Mn：0.70～1.10wt％、Si≤0.10wt％、P≤0.025wt％、S≤0.020wt％、Als：0.015～0.045wt％、其余为平衡量的Fe。
②进行控制轧制，粗轧开轧温度为1050～1150℃，粗轧终轧温度为1000～1050℃，精轧开轧温度为950～1000℃，精轧终轧温度为830～870℃。
通过高温区的奥氏体再结晶区轧制，充分细化奥氏体晶粒；通过精轧阶段的道次间水冷，调整轧件温度，增加奥氏体未再结晶区的应变累积。
③将终轧后的带钢以20～40℃/s的冷速快冷到710～735℃，然后通过调整冷却集管组数使带钢在近于空冷的条件下缓慢冷却3～5秒，最后再将钢带快速冷却到卷取的目标温度650～670℃。
轧后采用两段式冷却工艺，由于在铁素体转变的临界温度区间内空冷3～5秒，有利于铁素体的充分析出，从而使铁素体的百分含量增加、铁素体晶粒的大小分布趋于均匀化和等轴化，铁素体析出量的增大必然使铁素体中的碳向未转变的奥氏体中富集，促进高碳浓度奥氏体在珠光体相变后生成数量少、强度高且弥散分布的珠光体组织。
④获得低屈强比细晶粒、超细晶粒带钢。
所获得的低屈强比细晶粒、超细晶粒带钢金相组织为：铁素体晶粒尺寸为5～8μm的铁素体/珠光体组织，铁素体百分含量为85～87％。其机械性能为：屈服强度为295～415MPa，抗拉强度为460～510MPa，延伸率为26～40％，屈强比Rel/Rm≤0.80，且σs/σb值分布在0.71～0.76之间。
实施例：
根据本发明所设定的化学成分范围，随机选取三个炉号，编号为A、B、C分别在转炉上冶炼后，铸成200mm×1080mm×11000mm的连铸坯，在1450mm热连轧机组上轧制。所选取的化学成分列入表1、TMCP工艺制度列入表2、相应的力学性能列入表3，金相组织检测结果列入表4，金相组织如图1所示。
表1：钢坯的化学成分(wt％)
| 编号 | C | Si | Mn | P | S | Als | Fe |
| A | 0.15 | 0.06 | 0.78 | 0.013 | 0.011 | 0.062 | 余量 |
| B | 0.14 | 0.06 | 0.79 | 0.018 | 0.012 | 0.025 | 余量 |
| C | 0.16 | 0.06 | 0.89 | 0.012 | 0.011 | 0.059 | 余量 |
表2：热轧带纲的TMCP工艺制度
| 试样编号 | 粗轧开轧温度/℃ | 粗轧终轧温度/℃ | 精轧开轧温度/℃ | 精轧终轧温度/℃ | 1段冷却速度℃/S | 卷取温度/℃ |
| A2 | 1150 | 1050 | 980 | 845 | 25 | 640 |
| B2 | 1150 | 1045 | 985 | 850 | 26 | 660 |
| C2 | 1150 | 1050 | 990 | 840 | 24 | 670 |
表3：热轧带纲的力学性能
| 试样编号 | Rel/MPa | Rm/MPa | A/％ | Rel/6b | 塑性应变比r值 | 应变硬化指数n值 | 冷弯180度d＝1.5a |
| A2 | 395 | 500 | 35 | 0.79 | 0.84 | 0.21 | 合格 |
| B2 | 352 | 449 | 38 | 0.78 | 0.85 | 0.21 | 合格 |
| C2 | 349 | 473 | 35 | 0.74 | 0.89 | 0.22 | 合格 |
表4：热轧带纲的金相组织检测结果
| 试样编号 | 铁素体晶粒尺寸/μm | 珠光体含量/％ |
| A2 | 7.2 | 14.2 |
| B2 | 8.0 | 15.0 |
| C2 | 7.5 | 13.6 |
Claims (4)
1、低屈强比超细晶粒带钢的制造方法，包括如下步骤：
①将碳锰钢坯料加热至1150～1200℃；
②进行控制轧制，粗轧开轧温度为1050～1150℃，粗轧终轧温度为1000～1050℃，精轧开轧温度为950～1000℃，精轧终轧温度为830～870℃；
③将终轧后的带钢以20～40℃/s的冷速、快速冷却到710～735℃，然后通过调整冷却集管组数使带钢在近于空冷的条件下缓慢冷却3～5秒，最后再将钢带快速冷却到卷取的目标温度650～670℃；
④获得低屈强比超细晶粒带钢。
2、如权利要求1所述低屈强比超细晶粒带钢的制造方法，其特征是：所述碳锰钢坯料由以下化学成分和配比为原料经过冶炼，并连铸成坯料：
C：0.13～0.16wt％、Mn：0.70～1.10wt％、Si≤0.10wt％、P≤0.025wt％、S≤0.020wt％、Als：0.015～0.045wt％、其余为平衡量的Fe。
3、如权利要求1所述低屈强比超细晶粒带钢的制造方法，其特征是：所获得的低屈强比超细晶粒带钢金相组织为：铁素体晶粒尺寸为5～8μm的铁素体/珠光体组织，铁素体百分含量85～87％。
4、如权利要求1所述低屈强比超细晶粒带钢的制造方法，其特征是：所获得的低屈强比超细晶粒带钢的屈服强度为295～415MPa，抗拉强度为460～510MPa，延伸率为26～40％，屈强比Rel/Rm≤0.80，且σs/σb值分布在0.71～0.76之间。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Open date: 20070314 |