[发明专利]屈服强度高于900MPa的非调质态热轧带钢及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种屈服强度高于900MPa的非调质态热轧带钢及其制备方法。

背景技术

随着汽车、工程机械等行业的发展，对强度级别在700MPa以上的高强钢的需求越来越急迫，同时，为了节省资源、节约能源及保护环境，迫切需要研发强度水平更高的高品质钢材。目前，高强钢的强度级别从屈服强度600MPa到屈服强度在1200MPa以上，整体上来说，对强度、韧性和焊接使用性能的综合要求越来越高。

屈服强度在700MPa以下的钢材产品，大多采用控制轧制与控制冷却工艺生产，而对屈服强度在700MPa以上的高强钢来说，为了满足产品的性能要求，国内外在得到此强度级别的钢种时多采用的是合金化的思想，生产工艺为控轧控冷+调质处理，而且，由于调质工艺的需要，碳含量及合金元素含量都较高，这样不仅增加了产品的生产成本，同时也降低了产品的焊接性能，影响了后续的产品使用。为了满足钢铁下游用户对产品强度、韧性及焊接使用的高要求，研制开发技术含量高、附加值高及具有良好使用性能的高强度钢已经成为近年来钢铁材料研究领域的重点。

国外学者Koo等人，采用低C高Mn，通过添加Nb、V、Ni、Mo、B等合金元素，通过控轧在线淬火方法制备了抗拉强度超过930MPa的中厚板钢材，钢板显微组织具有一定比例的板条马氏体，但此方法中合金添加量较多，增加了钢材的生产成本。Tamehiro等人采用低C，高Mn-Ni-Mo化学成分开发了热轧高强度钢，并认为要使抗拉强度超过950MPa，钢板显微组织中必须含有90%以上的马氏体，因此，成分设计上添加了大量的Ni和Mo元素，合金成本较高。国内康永林、郑华、姚连登等学者针对高强度的低碳贝氏体进行了细致研究， 通过Nb、Ti、Ni、Mo、B等合金元素的添加，通过形成铌钛析出强化结合贝氏体组织的相变强化使钢材具有更好的成形性能和低温韧性，从成分设计上，采用了大量的Nb、Ni和Mo等贵重合金元素，因此，生产成本较高。目前，国外瑞典SSAB及国内的舞阳、湘钢、南钢、宝钢等各大钢厂实际生产的900MPa级的热轧高强钢都不同程度地添加了高附加值的Mo、Cr、Ni等合金元素，且生产工艺为热轧+调质处理，调质工艺的处理过程为，首先将热轧后的钢板加热到高温奥氏体区或两相区，温度为850～950℃，在此温度下保温30～60min不等，然后淬火，将淬火后的钢板进行400～600℃回火处理，显微组织以回火马氏体为主。综上所述，通过成分设计，可以获得以贝氏体或回火马氏体组织的900MPa级高强工程机械用钢，但存在着合金成本高、调质工艺成本高等问题，因此急需能够降低生产成本，简化生产流程的新方法，提升产品的附加值。

发明内容

针对以上技术问题，本发明提供一种屈服强度高于900MPa的非调质态热轧带钢及制备方法，目的是通过合理的成分设计，以及通过控轧控冷工艺或控轧控冷+离线回火工艺使带钢的屈服强度高于900MPa，用以代替同一级别调质态的热轧钢板或低级别的低合金高强度钢。

本发明的屈服强度高于900MPa的非调质态热轧带钢的化学成分按重量百分比为：C0.06~0.12%，Si 0.10~0.30%，Mn 0.80~1.20%，Nb 0.00~0.04%，V0.00~0.04%，Ti0.02~0.10%，Cr0.8~1.20%，Mo0.10~0.30%，B0.001~0.003%，P＜0.012%，S＜0.01%，余量为铁Fe，其屈服强度≥900MPa，抗拉强度≥940MPa，断后伸长率≥12%。

本发明的制备方法按以下步骤进行：

（1）按设定成分冶炼钢水并铸成铸坯，其成分按重量百分比为C0.06~0.12%，Si 0.10~0.30%，Mn 0.80~1.20%，Nb 0.00~0.04%，V0.00~0.04%，Ti0.02~0.10%，Cr0.8~1.20%，Mo0.10~0.30%，B0.001~0.003%，P＜0.012%，S＜0.01%，余量为铁Fe，铸坯厚度为220~250mm；

（2）将铸坯加热至1220~1250℃，进行3~5道次粗轧，粗轧开轧温度为1120~1170℃，终轧温度为980~1070℃，获得厚度为38~58mm的中间坯；

（3）对中间坯进行5~7道次精轧，精轧开轧温度为950~1000℃，终轧温度为780~880℃，精轧每道次压下量控制在15~40%，精轧后带钢厚度为2~12mm；

（4）精轧后以15~60℃/s的速度将带钢冷却至200~450℃，进行卷取；