[发明专利]一种集装箱用韧性热轧钢带及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种集装箱用韧性热轧钢带及其制造方法。

背景技术

集装箱运输具有安全、迅速等优点，特别适合于运输附加值高、易碰撞的货物，因此，越来越多的散货运输改成了集装箱运输，集装箱运输量急剧上升，集装箱制造业得以迅速发展。钢材约占集装箱总重的90%，集装箱用钢材中有96%以上为热轧钢带。集装箱可能被运往世界各地，承载货物后的集装箱要在运输或贮存过程中长时间保持堆码状态，对成品集装箱承载能力的考核很严格，要确保其堆码、起吊、箱床等成箱强度试验合格。因此对集装箱用热轧钢带力学性能的要求较为严格，除应使其具有高强度和良好的塑性外，还要求其具有高的韧性。现有集装箱用热轧钢带在强度提高的同时，却存在韧性不高的现象，严重影响了安全使用。

发表于2008年第3期《钢铁研究》期刊的“集装箱用SM490YA钢的试验研究”（以下简称文献①），提供了一种集装箱用SM490YA热轧钢带及其拉伸、冷弯和硬度等性能，但未提供低温冲击韧性，此外为了保证该钢带成品性能，需要在连铸时向结晶器中喂入昂贵的稀土丝，这不仅提高了钢带制造成本，而且在实际生产中很容易出现稀土夹杂、表面裂纹和水口结瘤等质量问题，导致成品力学和成型性能波动，并增加生产难度。

发明内容

为了克服现有集装箱用热轧钢带的上述不足，本发明提供了一种低成本且韧性高的集装箱用韧性热轧钢带，同时提供这种钢带的制造方法。

本集装箱用韧性热轧钢带的化学成分的质量百分配比为：

0.073≤C＜0.10  0.22≤Si＜0.30  1.33≤Mn＜1.50   0.010≤P＜0.020  0.003≤S＜0.008   0.026≤Ti＜0.050。其余为Fe和不可避免的杂质。

一般宽度为1000～2130mm，厚度6.0～12.0mm。

本发明所述集装箱用韧性热轧钢带化学成分的限定理由如下。

提高钢的强度既简便又便宜的方法是提高C含量，然而，随着C含量的提高，钢的冲击韧性、焊接性能和成型性能却明显下降。为了使成品钢材具有良好的综合性能，尤其是高的低温冲击韧性，应尽可能降低C含量，故限定C含量不得高于0.10％。

通过提高钢中Mn含量来弥补因降低C含量导致的热轧钢带强度的下降。Mn在钢中可形成置换式固溶体，起到较强的固溶强化作用，使屈服强度和抗拉强度线性增加。此外，Mn是奥氏体形成元素，具有稳定奥氏体的作用，可降低奥氏体转变温度（Ar3），提高铁素体形核率，降低晶粒长大速度，即具有细化晶粒的作用。但Mn含量提高可使钢的C当量（Ceq）增加，对焊接性能不利。为了综合改善强韧性并兼顾焊接和成型性能，应适当提高Mn含量。因此，将Mn含量限定在0.90-1.50％范围。

Si在铁素体中的固溶强化系数比Mn高，Si对提高强度非常有效，但却降低钢的冲击韧性和成型性能，采用Si合金化的幅度有限。为此，将Si含量限定在0.10-0.30％范围。

P对钢的冲击韧性、焊接性能和成型性能都是有害的。P在钢中易析出并形成Fe₃P，增加钢的脆性，特别是剧烈地降低钢的低温冲击韧性；P会恶化钢的焊接性能；此外P在γ铁和α铁中的扩散速度小，易形成偏析，从而对钢的成型性能造成不利影响。因本发明热轧钢带对焊接性能要求严格，因此将其P含量限制在0.020%以下。

S含量较高时可导致钢产生“热脆”缺陷，加入钢中的Mn可与S形成MnS

塑性夹杂物，减轻S的有害影响。但在轧制过程中沿轧制方向延伸的MnS易使钢带形成带状组织，降低钢的横向冲击韧性和成型性能。S对钢的耐蚀性也十分有害，钢中的硫化物可成为锈蚀发源地，因此限定S含量不得高于0.008％。

在加热过程中溶解于奥氏体中的Ti的氮化物可有效阻止奥氏体晶粒张大，这对改善钢材的焊接性能可起到积极作用。在固溶强化、相变强化、位错强化、析出强化和细晶强化等诸多强化手段中，细晶强化是同时提高材料强度和韧性的唯一方法，是钢铁材料极为重要的强化方式，而加入Ti等微合

金化元素则是使这一机制充分发挥作用的重要手段。相变后在铁素体基体上析出的更细小弥散的Ti的碳化物、氮化物或碳、氮化合物则起到了析出强化作用。为使Ti元素有效发挥上述  作用，限定Ti含量为0.026≤Ti＜0.050%。

本集装箱用韧性热轧钢带及其制造方法包括下述依次步骤：

A  制备连铸坯