[发明专利]在冷加工后具有优越均匀延伸率的热轧钢板及其生产工艺

说明书

本发明涉及在冷加工工艺之后有极好的均匀延伸率和高的拉伸强度的普通结构用和焊接结构用热轧钢板和薄板，并涉及生产该种产品的工艺。

近年来随着结构用热轧钢板和薄板的品质改进和生产技术的重大进步，对具有极好的塑性变形能力的钢产品的需求日益增加，特别是在建筑业和土木工程领域从抗震设计的观点出发更是如此，并且要求钢板具有高强度，低屈服比和高的均匀延伸率。

为适应这一要求，例如在Kokai(日本未审查专利公开No.57-16118中就公开了一种生产用于油井的低屈服比电焊管的工艺，其中管子的含碳量增加到0.26％至0.48％，并且Kokai(日本未审查专利公开)No.57-16119公开了一种用于生产含碳量为0.10％至0.20％的高拉伸强度、低屈服比的电焊管工艺。在这两种工艺中，不需要热处理的电焊管的制造需要通过生产一种低屈服比的热轧钢板或薄板来完成，并且在应变量受到限制的同时冷加工上述钢制产品，由此加工硬化量不会变大。另外，Kokai(日本未审查专利公开)No.4-176818中提出了一种用于生产抗震性能良好的圆钢管或方钢管的工艺，该方法是通过对无应变铁素体—珠光体双相结构进行热加工，在热加工后控制其冷却率并进行热处理而实现的。但是，所有上述工艺都大大降低了生产率，并且前一工艺还显著地降低了焊接性。因此，这些工艺在目前必然不能满足工业领域的要求。

除了上述公开文件，Kokai(日本未审查专利公开)No.4-48048与KoKai(日本未审查专利公开)No.4-99248公开了用以通过在钢基体中弥散氧化物夹杂而改善焊接热影响区韧性的技术。在前一专利公开文本中的氧化物夹杂的颗粒尺寸为0.5μm或更小并且有(Ti，Nb)(Q，N)复合结晶相。在后一专利公开文本中氧化物夹杂的颗粒尺寸为1μm或更小并具有Ti(O，N)复合结晶相。这些专利公开的技术在分散外相与目的方面都与本发明有本质上的不同。

一般说来，强度较高的钢都显示出较高的屈服比和较低的延展性，因此使其均匀延伸率降低。尤其在将钢冷加工成圆钢管、方钢管、型钢、板桩等时，由于加工应变引起的加工硬化的影响，其均匀延伸率要显著降低。

本发明已经成功地解决了上述问题，并且本发明的目的就是提供即使在将其冷加工成圆管、方管、型钢、板桩等到生产率并不降低这样一种普通程度之后仍具有优越的均匀延伸率并具有高拉伸强度(至少333.2N/mm²)的热轧钢板和薄板。

为了达到上述目的，本发明的发明人已经仔细地研究了钢的化学成份与晶体结构以及由此得到的机械性能之间的关系，经过冷加工的钢的机械性能与轧制状态的钢的机械性能之间的关系，等等。由此，本发明的发明人已经得到以下认识：就普通结构用和焊接结构用钢，特别是最大量用于建筑业和土木工程领域的具有拉伸强度为333.2至607.6N/mm²的热轧钢板或薄板而言，热轧状态产品(其均匀延伸率随拉伸强度的提高而降低)的拉伸强度与均匀延伸率之间的关系与它们在冷加工后的关系大致一致，而且两种情况下的关系可以用同一曲线来近似表示；虽然热轧状态钢与冷加工钢两者都显示出随着钢中N的增加，强度提高而均匀延伸率降低的特性，但通过进一步增加Ti，即使在钢具有高的强度时，也可恢复均匀延伸率，并可得到高的均匀延伸率，上述关系在此时不再保持。

这一认识可以参考图2进一步说明如下。

图2是一张曲线图，它表示由热轧状态钢产品和冷加工钢产品(方钢管)所得到的TS(拉伸强度，N/mm²)与Elu(均匀延伸率，％)之间的关系，所用的钢为表1中所列的S-1(比较例)、S-2(比较例)、T-1(举例)和T-2(举例)，S-1、T-1和T-2按表2所示的生产工艺B生产，S-2按生产工艺C生产。S-1中的Ti和N的含量都低于本发明的下限。虽然S-2中的N含量在本发明的范围之内，但Ti的含量较低并低于本发明的下限。在生产工艺C中，精轧温度较低并低于转变点Ar₃。

在图2中，就TS与Elu之间的关系而言，S-1的热轧状态钢板或薄板显示出高的TS与Elu。但是，随着TS的增加，S-1的方钢管显示出Elu的急剧降低。

在S-2的情况下，上述关系更加明显。当TS较高时，热轧状态钢板或薄板显示出10％或更小的Elu，虽然它们可以在TS较低时显示出较高的Elu。用冷加工制成的方管在多数情况下显示出10％或更小的Elu，并随TS增大而使Elu进一步降低。