[发明专利]一种高强度、高韧性热轧钢带的生产方法在审

专利信息
申请号: 201210454737.1 申请日: 2012-11-01
公开(公告)号: CN103805850A 公开(公告)日: 2014-05-21
发明(设计)人: 孙利军;朴峰云;王晓春;王韶光;关春立;王春成;于大海;李松波;柴超;尚冰;李春雷;韩立海;谢勇 申请(专利权)人: 通化钢铁股份有限公司
主分类号: C22C38/14 分类号: C22C38/14;C21D8/02;C21D11/00
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摘要:
搜索关键词: 一种 强度 韧性 轧钢 生产 方法
【说明书】:

技术领域

发明属于金属材料领域,涉及到一种高强度、高韧性热轧钢带的生产方法。

背景技术

目前,我国制造高强度结构件主要使用的是低合金高强度钢,最典型的牌号是Q345B,其中最主要的合金元素之一是锰。锰对碳钢的力学性能有良好的影响,能提高钢的强度和硬度,为保证钢材具有足够的强度,一般锰含量在0.9%~1.1%左右。

锰元素在含量不高(wMn<0.8%)时,可以稍微提高或不降低钢的塑性和韧性,但当锰含量高于此值后,钢的塑性、韧性等性能指标随之下降。采用现有工艺生产的Q345B低合金高强度钢主要存在的问题就是冷弯开裂、屈强比低和冲击韧性差。

发明内容

根据以上背景技术,本发明的目的在于提供一种高强度、高韧性热轧钢带的生产方法

根据上述目的,本发明整体的技术方案为:

经研究发现,钛微合金化处理后的热轧板卷可以具有更优良的强度性能,同时很大程度上改善了钢板的韧性和冷加工成型性能。钛的加入可以形成更为稳定的Ti4C2S2,减少了MnS的析出,Ti4C2S2化合物较硬,在轧制中不易变形,钢中的长条状MnS夹杂物便因Ti4C2S2球状夹杂物的形成而减少,从而改善钢板的韧性和冷弯性能。

由于钛微合金化具有强韧化的作用,因此钢中锰含量可以降低,解决了Q345B钢的冲击、冷弯性能差的问题。钛微合金化对产品晶粒细化和组织改善有利,常温及-20℃冲击试验表明,与现有技术生产的Q345B低合金高强度钢相比较,冲击韧性值更为理想。

钛微合金化钢在具备良好的冷加工性能的同时,还具有良好的可焊接性能。钛是阻止奥氏体晶粒粗化最理想的元素,钛的加入可以防止在焊接过程中奥氏体晶粒在高温下过度粗化,使整个焊接处的强度与母材强度保持一致,提高钢的焊接性能。细小的TiN粒子可妨碍高温时的晶粒长大,可利用它们对晶粒长大的抑制作用,来控制具有高热输出和从800℃到500℃间漫长冷却时间的焊接件热影响区内的晶粒大小。

本发明的设计原理是通过在理论上系统分析钢中Mn、Ti等元素对钢的强度、韧性等性能的影响,同时兼顾生产成本及工艺,对这种新型高强度、高韧性热轧钢带的化学成分进行设计,并通过控制轧制和控制冷却的生产技术,由此可获得一种成本低、产品质量稳定、强度和冲击韧性优良的热轧钢带。

本发明采用顶底复吹转炉+LF精炼炉+薄板坯连铸连轧工艺,整个生产工艺流程为:炼钢、精炼、连铸、均热、热连轧、层流冷却、卷取等工艺过程。

根据上述目的和整体的技术方案,本发明具体技术方案为:

1、化学成分

本发明的所述的高强度、高韧性热轧钢带的化学组成成分(wt%)为:C:0.20%~0.23%,Si:0.10%~0.20%,Mn:0.25%~0.35%,P:≤0.025%,S:≤0.01%,Ti:0.025%~0.035%,Als:0.015~0.025%,Ca:0.001%~0.002%,余为Fe及其他不可避免的杂质。该钢种成分特点是:(1)避开碳含量的包晶区0.08%~0.16%;(2)控制合理的锰含量;(3)精炼采用钛微合金化技术;(4)钢水经Ca处理;(5)控制较低的硫含量。

上述主要化学成分的设计依据为:

C:碳是强化钢板的有效元素,但是碳含量在0.08%~0.16%范围内将进入包晶区,凝固过程发生包晶反应并伴随δ→γ相变,产生较大的体积收缩,铸坯与结晶器壁之间产生空隙,导出热量较小,坯壳减薄,在表面形成凹陷,凹陷部位冷却和凝固速度比其他部位慢,造成出生坯壳厚度的不均匀,该范围碳含量属于裂纹敏感区,基于这些因素,本发明钢中碳含量控制在0.20%~0.23%。

Mn:锰加入钢中的主要作用为固溶强化提高钢的强度,同时,钢中的Mn可与S结合成MnS并以线状形态分布于奥氏体中,可改善钢的塑性,是抑制板坯热裂倾向的重要元素,基于这些因素,本发明钢中锰含量控制在0.25%~0.35%。

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