[发明专利]高韧性焊接气瓶用钢热轧板卷的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及高韧性低合金控轧控冷钢，主要用于制造液氯，液氨等各类钢质焊接气瓶，具体涉及高韧性焊接气瓶用钢热轧板卷的制造方法。

背景技术

焊瓶气瓶制造行业对焊瓶钢的强度、韧性、焊接性等不断提出更高的要求，这种发展势头在未来的几十年中仍将持续下去。

随着冶金技术的进步和微合金化钢的发展，使生产具有高强度、高韧性、良好的焊接性的焊瓶钢成为现实。

目前，普通等级焊接气瓶用钢主要化学成分为：碳、硅、锰、磷、硫，还加入较高含量Mo、B、V和稀土元素，Mo、B、V和稀土元素成本均较高，不利于降低焊接气瓶用钢成本，且钒元素的加入会显著降低低碳贝氏体钢的冲击韧性水平和稳定性。另目前普通焊接气瓶用钢制造工艺生产的钢卷强度和韧性性能较难控制，影响焊接气瓶用钢的市场竞争力。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能有效控制成本，且具有较好结构强度和韧性性能的高韧性焊接气瓶用钢热轧板卷的制造方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

该高韧性焊接气瓶用钢热轧板卷的制造方法，热轧板卷的成分配比按重量百分比计为：碳：0.045～0.095；硅：0.20～0.28；锰：1.30～1.50；磷：≤0.015；硫：≤0.005；铌：0.020～0.050；钛：0.015～0.030；铝：0.035～0.040；其余为铁和微量杂质；

热轧板卷的制造工艺为：冶炼—铁水预处理—LF炉精炼—连铸—加热—轧制—卷取。

进一步地，冶炼在转炉中进行，冶炼控制P≤0.013%，终点炉温为1620～1635℃。

进一步地，铁水预处理控制S≤0.005%。

进一步地，LF炉精炼控制S≤0.010%。

进一步地，加热温度为1190～1120℃。

进一步地，粗轧出口温度为1000～1020℃；精轧开轧温度为950℃～1000℃，精轧终轧温度为550℃～600℃；精轧终轧后层流冷却速度为15～30℃/S，卷曲温度为550～600℃。

进一步地，粗轧控制在高温奥氏体形变再结晶区进行，精轧在低温奥氏体未再结晶区进行。

进一步地，粗轧采用8道次轧制，8道次轧制压下率依次为0.05、0.13、0.13、0.16、0.17、0.19、0.23和0.26；精轧采用7道次轧制，7道次轧制压下率依次为0.26、0.28、0.24、0.22、0.17、0.13和0.08，精轧终轧后热轧板卷厚度为10～11mm。

进一步地，粗轧采用两机架连轧机组，精轧采用七机架热连轧机组。

进一步地，热轧板卷的力学性能为：屈服强度为350～500MPa，抗拉强度为510～600MPa，屈服强度/抗拉强度≤0.80，-20℃下比冲击功150J、-20℃下比冲击剪切面积为100％。

该高韧性焊接气瓶用钢热轧板卷的制造方法，从成分设计、轧制和冶炼三个关键环节从严控制。第一，采用低碳，并添加Nb、Ti等元素而进行微合金化设计；第二，设计轧制、冷却工艺，综合微合金化、固溶强化和组织强化等方法，获得较为均匀的铁素体+细珠光体+适量粒状贝氏体的复相组织，同时提高强度、塑性和韧性；第三，通过超纯净冶炼最大限度降低S和P的含量，减少硫化锰夹杂来提高韧性。

与现有的焊接气瓶用钢相比，本发明得到的高韧性焊接气瓶用钢热轧板卷的优点在于：

1）极好的性能稳定性，各向异性较小，板卷纵横向、45°方向强度波动在10MPa之内。

2）提高材料的韧性性能采用铁素体+细珠光体+适量粒状贝氏体。粒状贝氏体组织是一种混合型组织形态，由准多边形铁素体、超细铁素体、贝氏体铁素体、M/A组元等组成，它具有更高韧性和更好的焊接性能。制得高等级焊接气瓶用钢，且钢具有极好的性能的稳定性和低温冲击韧性。

3）节约资源，秉持经济适用原则，不采用Mo、B、V和稀土元素加入，而是充分发挥热连轧机组突出的控制轧制和控制冷却能力来提高材料的强韧性能。

4）本发明的高等级焊接气瓶用钢组织均匀，无择优取向，性能优良。

5）本发明的高等级焊接气瓶用钢的综合性能：屈服强度为350～500MPa，抗拉强度为510～600MPa，屈服强度/抗拉强度≤0.80，-20℃夏比冲击功150J、-20℃夏比冲击剪切面积（SA%）100％。

6）焊接气瓶用钢热轧板卷焊接成瓶合格率达到100%。

附图说明