CN104911476A - 一种热轧钢及其制备方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明属于热连轧板带生产技术领域，特别是涉及一种强度≥600MPa级汽车车厢用热轧钢板及其制备方法。其化学成分按重量百分比为：C 0.05％～0.10％，Mn 1.0％～1.30％，Nb 0.015～0.030％，Si≤0.30％，P≤0.020％，S≤0.010％，余量为Fe和不可避免杂质。本发明采用锰、铌微合金化式，生产出汽车车厢用热轧钢板，其屈服强度达到600MPa以上，抗拉强度达到650MPa以上，延伸率达到15％以上，具有强度高、力学性能稳定、强韧性匹配良好和成型性能优异的特点，产品力学性能满足汽车轻量化的要求。
Description
技术领域
本发明属于热连轧板带生产技术领域，特别是涉及一种强度≥600MPa级汽车车厢用热轧钢板及其制备方法。
背景技术
目前汽车生产中，使用最多的是普通低碳钢板。低碳钢板具有很好的塑性加工性能，强度和刚度也能满足汽车车身的要求，同时能满足车身拼焊的要求，因此在汽车车身上应用很广。在现阶段的制造工艺和技术水平下，车身轻量化是解决重载汽车超载荷和节能减排的重要手段。使用高强度钢材，通过减薄钢板厚度和减轻车身的重量，可以在降低自重的前提下提高产品使用寿命，依然满足汽车车身机械性能的要求。
国内目前载重汽车用车厢板主要钢材为16Mn、Q345B，高强度车厢板用量较少，与国外同类产品相比重15％～20％。为了降低生产成本和提高构件安全性，高强度汽车车厢用热轧钢板开发以逐渐提上日程。目前车辆制造厂和改装厂对高强度汽车车厢用热轧钢板已经提出了需求的意向，各大钢厂也陆续开展这方面的研究工作。
公开号为“CN102787272A”，发命名称为“一种汽车厢体用热轧酸洗高强钢的制备方法”，公开了一种主要化学成分为：C：0.07％～0.1％；Si≤0.05％；Mn：1.5％～1.9％；Mo：0.1％～0.2％；Nb：0.04％～0.06％；Ti：0.15％～0.2％；B：0.001％～0.004％，产品的抗拉强度≥1200MPa，延伸率≥13％的一种汽车厢体用热轧酸洗高强度钢的制备方法。该专利中酸洗热轧板是介于热轧板和冷轧板之间的一种中间新兴产品。
公开号为“CN101660099A”，发明名称为“高强度低合金热轧铁素体贝氏体耐候钢及其生产方法”，公开了一种主要化学成分为：C：0.05～0.10％、Si：0.30～0.45％、Mn：1.00～1.50％、Cr：0.50～0.70％、Ni：0.20～0.30％、Cu：0.20～0.40％、Ti:0.01～0.025％、Nb：0.03～0.05％，产品屈服强度≥450MPa的一种热轧铁素体贝氏体钢。该专利中钢中含有Cu、Cr、Ni等昂贵的合金元素，成本较高。
公开号为“CN1785543A”，发明名称为“一种应用薄板坯连铸连轧流程生产Ti微合金化高强耐候钢板的工艺”，公开了一种其主要化学成分为：C：0.04～0.07％；Si：0.3～0.5％；Mn：0.4～1.2％；Cu：0.20～0.40％；Ni：0.15～0.35％；Ti：0.02～0.15％；Cr：0.3～0.5％。采用薄板坯连铸连轧工艺，钢中含有Cu、Cr、Ni等昂贵的合金元素，生产成本较高。
所以，针对现有技术的不足，需要一种具有钢种合金成本低、轧制工艺控制简单和适应性强等特点的高强度钢板。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种热轧钢，该热轧钢满足强度高、力学性能稳定、强韧性匹配良好和成型性能优良的屈服强度600MPa级的汽车车厢用热连轧钢板的要求。
一种热轧钢，其化学成分按重量百分比为：C 0.05％～0.10％，Mn 1.0％～1.30％，Nb 0.015～0.030％，Si≤0.30％，P≤0.020％，S≤0.010％，余量为Fe和不可避免杂质。
上述所述一种热轧钢，钢的屈服强度ReL≥600MPa，抗拉强度Rm≥650MPa，延伸率A≥15.0％。
进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述一种热轧钢，其化学成分按重量百分比为：C 0.06％，Mn 1.22％，Nb 0.029％，Si≤0.28％，P≤0.011％，S≤0.004％，余量为Fe和不可避免杂质；钢的屈服强度ReL 653MPa，拉伸强度Rm 722MPa，延伸率A 17.5％。
本发明采用锰、铌微合金化式，避免了加入Mo、Ni等贵重元素，生产出铁素体+贝氏体组织的汽车车厢用热轧钢板，其屈服强度达到600MPa以上，抗拉强度达到650MPa以上，延伸率达到15％以上，具有强度高、力学性能稳定、强韧性匹配良好和成型性能优异的特点，产品力学性能满足汽车轻量化的要求。本发明钢种合金成本低、轧制工艺控制简单且适应性较强，具有较好的推广应用前景。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种热轧钢的制备方法。
一种热轧钢制备方法，生产工艺大致步骤为：铁水预处理→转炉→炉外精炼→浇铸板坯→加热→高压水除鳞→粗轧→精轧→冷却→卷取。
其中，具体包括以下步骤：
a、经过常规铁水脱硫、转炉冶炼和LF炉精炼后，保证钢水成分按重量百分比为：C 0.05％～0.10％，Mn 1.0％～1.30％，Nb 0.015～0.030％，Si≤0.30％，P≤0.020％，S≤0.010％，余量为Fe和不可避免杂质；
b、将上述处理后的钢水，扎制成200～230mm厚的连铸坯，在1200℃～1260℃下均热，均热时间≥180min，再经过高压水除磷；
c、将b步骤经过高压水除磷后的板坯先采用3～7道次粗轧，扎制成厚度为30～60mm中间坯，再经4～7机架进行精轧，控制精轧入口温度在950～1050℃，终轧温度为800～840℃；
d、将c步骤轧制后的板坯以30～70℃/s的冷却速度冷却至400～480℃，卷曲，得到铁素体+贝氏体钢组织。
进一步的，上述所述一种热轧钢制备方法，其中b步骤中连铸坯均热温度优选为1257℃。
进一步的，上述所述c步骤中粗轧后中间坯厚度优选为36mm，精轧入口温度优选为1046℃，终轧温度优选为876℃。
进一步的，上述所述d步骤中轧制后的板坯的冷却速度优选为67℃/s，终冷温度优选为417℃。
本发明通过在钢中添加晶粒细化效果较好的铌、锰微合金化元素，精确控制热轧控轧控冷工艺制度，生产出成品组织为铁素体+贝氏体组织，具有强度高、力学性能稳定、强韧性匹配良好和成型性能优异的屈服强度600MPa级汽车车厢用高强度热轧钢板。
本发明有益效果如下：
1、本发明采用Mn～Nb微合金化方式，其质量百分比分别为C 0.07～0.10％，Mn 1.00～1.30％，Nb 0.015～0.030％，避免了加入Mo、Ni等贵重元素，降低了钢种合金成本。
2、本发明采用快速冷却+低温卷取的控轧控冷工艺制度，工艺控制简单，生产出铁素体和贝氏体组织的汽车车厢用热轧钢板，其屈服强度达到600MPa以上，抗拉强度达到650MPa以上，延伸率达到15％以上，具有强韧性匹配良好和成型性能优异的特点。
3、本发明产品还具有力学性能稳定，适应性强等特点，产品力学性能满足汽车轻量化的要求。
具体实施方式
一种热轧钢，其化学成分按重量百分比为：C 0.05％～0.10％，Mn 1.0％～1.30％，Nb 0.015～0.030％，Si≤0.30％，P≤0.020％，S≤0.010％，余量为Fe和不可避免杂质。
上述所述一种热轧钢，钢的屈服强度ReL≥600MPa，抗拉强度Rm≥650MPa，延伸率A≥15.0％。
进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述一种热轧钢，其化学成分按重量百分比为：C 0.06％，Mn 1.22％，Nb 0.029％，Si≤0.28％，P≤0.011％，S≤0.004％，余量为Fe和不可避免杂质；钢的屈服强度ReL 653MPa，拉伸强度Rm 722MPa，延伸率A 17.5％。
本发明采用锰、铌微合金化式，避免了加入Mo、Ni等贵重元素，生产出铁素体+贝氏体组织的汽车车厢用热轧钢板，其屈服强度达到600MPa以上，抗拉强度达到650MPa以上，延伸率达到15％以上，具有强度高、力学性能稳定、强韧性匹配良好和成型性能优异的特点，产品力学性能满足汽车轻量化的要求。本发明钢种合金成本低、轧制工艺控制简单且适应性较强，具有较好的推广应用前景。
一种热轧钢制备方法，生产工艺大致步骤为：铁水预处理→转炉→炉外精炼→浇铸板坯→加热→高压水除鳞→粗轧→精轧→冷却→卷取。
其中，具体包括以下步骤：
a、经过常规铁水脱硫、转炉冶炼和LF炉精炼后，保证钢水成分按重量百分比为：C 0.05％～0.10％，Mn 1.0％～1.30％，Nb 0.015～0.030％，Si≤0.30％，P≤0.020％，S≤0.010％，余量为Fe和不可避免杂质；
b、将上述处理后的钢水，扎制成200～230mm厚的连铸坯，在1200℃～1260℃下均热，均热时间≥180min，再经过高压水除磷；
c、将b步骤经过高压水除磷后的板坯先采用3～7道次粗轧，扎制成厚度为30～60mm中间坯，再经4～7机架进行精轧，控制精轧入口温度在950～1050℃，终轧温度为800～840℃；
d、将c步骤轧制后的板坯以30～70℃/s的冷却速度冷却至400～480℃，卷曲，得到铁素体+贝氏体钢组织。
进一步的，上述所述一种热轧钢制备方法，其中b步骤中连铸坯均热温度优选为1257℃。
进一步的，上述所述c步骤中粗轧后中间坯厚度优选为36mm，精轧入口温度优选为1046℃，终轧温度优选为876℃。
进一步的，上述所述d步骤中轧制后的板坯的冷却速度优选为67℃/s，终冷温度优选为417℃。
本发明通过在钢中添加晶粒细化效果较好的铌、锰微合金化元素，精确控制热轧控轧控冷工艺制度，生产出成品组织为铁素体+贝氏体组织，具有强度高、力学性能稳定、强韧性匹配良好和成型性能优异的屈服强度600MPa级汽车车厢用高强度热轧钢板。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
一、制备高强度热轧钢板
a、经过常规铁水脱硫、转炉冶炼和LF炉精炼后，保证钢水成分按重量百分比为C 0.05％～0.10％，Mn 1.0％～1.30％，Nb 0.015～0.030％，Si≤0.30％，P≤0.020％，S≤0.010％，余量为Fe和不可避免杂质。本发明实施例1中编号1～5组的钢水的化学成分见表1。
表1实施例1中钢的化学成分
b、将上述处理后的钢水，进一步扎制成连铸坯，将连铸板坯分别依次进行板坯加热、高压水除鳞、粗轧、精轧、层流冷却和卷取，从而制得热连轧钢板。其中，板坯加热的温度、中间坯厚度、精轧入口温度、精轧终轧温度、冷却速度、卷取温度和钢板的厚度分别如表2所示。
表2热轧钢的制备工艺参数
二、热轧钢板的性能测试
在以上实施例1中编号1～5组制得的汽车车厢用热连轧钢板的钢卷的尾部取样，并按照GB/T228规定的方法检测屈服强度(ReL)、抗拉强度(Rm)和延伸率(A％)，按照GB/T232规定的方法检测冷弯性能(B＝35，α＝180°，d＝2a；d表示弯心直径、a表示试样厚度、α表示弯曲的角度、B表示试样的宽度)，其检测结果如表3中所示。
表3实施例1中各组热轧钢的性能
| 编号 | 屈服强度(MPa) | 抗拉强度(MPa) | 延伸率(％) | 冷弯性能 |
| 1 | 624 | 688 | 16.5 | 合格 |
| 2 | 637 | 703 | 18.0 | 合格 |
| 3 | 631 | 706 | 19.5 | 合格 |
| 4 | 653 | 722 | 17.5 | 合格 |
| 5 | 608 | 663 | 21.0 | 合格 |
Claims (8)
1.一种热轧钢，其特征在于：其化学成分按重量百分比为：C 0.05％～0.10％，Mn 1.0％～1.30％，Nb 0.015～0.030％，Si≤0.30％，P≤0.020％，S≤0.010％，余量为Fe和不可避免杂质。
2.根据权利要求1所述一种热轧钢，其特征在于：钢的屈服强度ReL≥600MPa，拉伸强度Rm≥650MPa，延伸率A≥15.0％。
3.根据权利要求1或2所述一种热轧钢，其特征在于：其化学成分按重量百分比为：C0.06％，Mn 1.22％，Nb 0.029％，Si≤0.28％，P≤0.011％，S≤0.004％，余量为Fe和不可避免杂质；钢的屈服强度ReL 653MPa，拉伸强度Rm 722MPa，延伸率A 17.5％。
4.权利要求1～3任一项所述一种热轧钢的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、经过常规铁水脱硫、转炉冶炼和LF炉精炼后，保证钢水成分按重量百分比为：C 0.05％～0.10％，Mn 1.0％～1.30％，Nb 0.015～0.030％，Si≤0.30％，P≤0.020％，S≤0.010％，余量为Fe和不可避免杂质；
b、将上述处理后的钢水，扎制成200～230mm厚的连铸坯，在1200℃～1260℃下均热，均热时间≥180min，再经过高压水除磷；
c、将b步骤经过高压水除磷后的板坯先采用3～7道次粗轧，扎制成厚度为30～60mm中间坯，再经4～7机架进行精轧，控制精轧入口温度在950～1050℃，终轧温度为800～840℃；
d、将c步骤轧制后的板坯以30～70℃/s的冷却速度冷却至400～480℃，卷曲，得到铁素体+贝氏体钢组织。
5.根据权利要求4所述一种热轧钢的制备方法，其特征在于：所述b步骤中连铸坯均热温度为1257℃。
6.根据权利要求4所述一种热轧钢的制备方法，其特征在于：所述c步骤中粗轧后中间坯厚度为36mm，精轧入口温度1046℃，终轧温度为876℃。
7.根据权利要求4所述一种热轧钢的制备方法，其特征在于：所述d步骤中轧制后的板坯的冷却速度为67℃/s，终冷温度为417℃。
8.权利要求1或2所述一种热轧钢用于汽车车厢用钢的用途。
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