CN106521327B - 一种具有高扩孔性能的热轧酸洗带钢及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有高扩孔性能的热轧酸洗带钢及其生产方法，属于炼钢技术领域。所述热轧酸洗带钢的化学成分质量百分比为：C：0.03％～0.1％、Si：≤0.1％、Mn：0.5％～1.5％、P≤0.02％、S≤0.006％、Nb≤0.05％、Ti≤0.1％、Mo≤0.15％、Re：0.1％～0.4％，其余为Fe及不可避免的杂质；所述热轧酸洗带钢的内部显微组织为铁素体。所述生产方法包括：铁水预处理、冶炼、铸造、热轧、冷却、卷取、平整和酸洗，采用水冷+空冷+水冷的三段冷却模式并控制恒速轧制。获得的热轧酸洗带钢的抗拉强度≥980MPa，扩孔率λ≥110％，延伸率≥20％，具备优异的带钢表面质量。

Description

一种具有高扩孔性能的热轧酸洗带钢及其生产方法
技术领域
本发明涉及炼钢技术领域，特别涉及一种具有高扩孔性能的热轧酸洗带钢及其生产方法。
背景技术
热轧酸洗高扩孔钢作为先进高强钢(AHSS)中的一个钢种，与传统的低合金高强度、铁素体马氏体双相钢相比，以其高强度、高扩孔性能，已被广泛地用于制造汽车轮辐、底盘、车体各种框架等结构件。
随着汽车轻量化的发展，汽车轮辐、控制臂、车体等零件对产品强度、扩孔率有极高的要求，980MPa级别产品的需求量会逐步提高。传统的铁素体+马氏体(F+M)，虽然具有较高的延伸性，但扩孔性能却很低；单相组织如贝氏体单相钢，虽然扩孔率很高，但是延伸性能却较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有高扩孔性能的热轧酸洗带钢及其生产方法，能够保证抗拉强度980MPa级热轧酸洗钢同时具有高扩孔率和延伸率。
一方面，为实现上述目的，本发明提供了一种具有高扩孔性能的热轧酸洗带钢，其化学成分质量百分比为：C：0.03％～0.1％、Si：≤0.1％、Mn：0.5％～1.5％、P≤0.02％、S≤0.006％、Nb≤0.05％、Ti≤0.1％、Mo≤0.15％、Re：0.1％～0.4％，其余为Fe及不可避免的杂质；
所述热轧酸洗带钢的内部显微组织为铁素体。
进一步地，所述热轧酸洗带钢的抗拉强度≥980MPa。
进一步地，所述热轧酸洗带钢的扩孔率λ≥110％，延伸率≥20％。
另一方面，本发明还提供了一种具有高扩孔性能的热轧酸洗带钢的生产方法，包括：
将铁水预处理后，经过冶炼和铸造获得板坯；
对所述板坯进行加热，再经轧制获得热轧板；其中，所述轧制采用恒速轧制，且轧制速度控制在5～10m/s；所述轧制包括粗轧和精轧，控制粗轧终止温度为1030～1130℃，控制精轧终止温度为850～900℃；
将所述热轧板进行分阶段冷却，冷却后卷取成热轧卷；其中，所述分阶段冷却为水冷+空冷+水冷的三段冷却模式；
将所述热轧卷经平整、酸洗后，获得内部显微组织为铁素体的带钢。
进一步地，所述热轧板厚度规格变化范围控制在1.8～5mm。
进一步地，所述水冷+空冷+水冷的三段冷却模式具体为：将所述热轧板先水冷至650～700℃，然后进行5～10s的空冷，最后再进行水冷至580～620℃。
进一步地，所述热轧卷在平整前先冷却至室温，控制平整延伸率在1％～3％。
进一步地，控制所述酸洗的运行速度为60m/min～100m/min。
进一步地，控制最后一个酸洗槽酸洗温度为80～90℃、铁离子浓度控制为30～40g/L。
进一步地，所述热轧酸洗带钢的抗拉强度≥980MPa，扩孔率λ≥110％，延伸率≥20％。
本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
1、本发明实施例中提供的具有高扩孔性能的热轧酸洗带钢，采用C-Mn-Nb-Ti-Mo成分体系，通过添加稀土元素Re来优化钢中夹杂物形状和尺寸，消除了原先存在沿钢材轧制方向分布的条带状MnS，提高了钢的扩孔率；通过优化组织形貌为单相铁素体，提高了钢的延伸率和扩孔率；通过第二相粒子(Ti，Mo)C的析出保证抗拉强度≥980MPa；从而保证抗拉强度980MPa级热轧酸洗钢同时具有高扩孔率和延伸率。
2、本发明实施例中提供的具有高扩孔性能的热轧酸洗带钢的生产方法，通过优化带钢的化学成分，采用水冷+空冷+水冷的三段冷却模式控制铁素体析出，通过恒速轧制使组织比例稳定，并配合平整、酸洗工艺，获得抗拉强度980MPa级具有高扩孔性能的热轧酸洗带钢；获得的热轧酸洗带钢的抗拉强度≥980MPa，扩孔率λ≥110％，延伸率≥20％，具备优异的带钢表面质量。
附图说明
图1是本发明实施例1获得的热轧酸洗带钢的组织图。
具体实施方式
本发明实施例通过提供一种具有高扩孔性能的热轧酸洗带钢及其生产方法，能够保证抗拉强度980MPa级热轧酸洗钢同时具有高扩孔率和延伸率；获得的热轧酸洗带钢的抗拉强度≥980MPa，扩孔率λ≥110％，延伸率≥20％，具备优异的带钢表面质量。
为实现上述目的，本发明提供了一种具有高扩孔性能的热轧酸洗带钢，其化学成分质量百分比为：C：0.03％～0.1％、Si：≤0.1％、Mn：0.5％～1.5％、P≤0.02％、S≤0.006％、Nb≤0.05％、Ti≤0.1％、Mo≤0.15％、Re：0.1％～0.4％，其余为Fe及不可避免的杂质；
所述热轧酸洗带钢的内部显微组织为铁素体。
本发明实施例得到的带钢组织类型为单相铁素体，单相铁素体具备优异的延伸率和扩孔率，通过铁素体基体中引入第二相粒子(Ti，Mo)C进行强化，与铁素体+贝氏体双相钢相比，该系列高扩孔钢产品具有良好的冷成形性的配合、良好的扩孔性能及疲劳性能。
本发明通过优化合金元素进而形成以上化学成分的热轧酸洗带钢，是基于以下原理：
本发明实施例控制C元素含量范围为0.03％-0.1％，C作为C-Mn体系的基本元素，是实现组织和力学性能的重要元素，其含量低于0.03％难以生成第二相粒子(Ti，Mo)C，进而使强度降低；含量高于0.10％，易产生粗大碳化物，进而降低钢的延伸率和扩孔率。
本发明实施例控制Si元素含量≤0.1％，Si含量较高会使钢板表面红鳞难以去除，影响表面质量。
本发明实施例控制Mn元素含量范围为0.5％～1.5％，Mn作为固溶强化元素保证钢的强度。Mn含量过高容易造成铸坯成分偏析，过低则无法保证强度。
本发明实施例控制P元素含量≤0.02％，P含量超过0.02％容易在晶界偏析，产生p脆现象。
本发明实施例控制S元素含量≤0.006％，S容易与Mn形成MnS夹杂，影响钢的扩孔率。S含量超过0.006％时，夹杂物数量过多，因此控制其含量≤0.006％。
本发明实施例控制Nb元素含量≤0.05％，Nb主要起到细化晶粒的作用，但细晶强化提高屈服强度明显，容易造成屈强比超标，因此控制其含量≤0.05％。
本发明实施例控制Ti元素含量≤0.1％、Mo元素含量≤0.15％，Ti/Mo元素与C结合形成碳化物，提高产品强度。
本发明实施例控制Re元素含量范围为0.1％～0.4％，通过添加稀土元素Re来优化钢中夹杂物形状和尺寸。添加Re含量为0.1％～0.4％时，球形的稀土硫化物仍保持细小的球形或者纺锤形，较均匀地分布在钢材中，消除了原先存在沿钢材轧制方向分布的条带状MnS，从而提高钢的扩孔率。
通过上述内容可以看出，本发明通过添加稀土元素Re来优化钢中夹杂物形状和尺寸，消除了原先存在沿钢材轧制方向分布的条带状MnS，提高了钢的扩孔率；并优化组织形貌为单相铁素体，提高了钢的延伸率和扩孔率；通过第二相粒子(Ti，Mo)C的析出保证抗拉强度≥980MPa。本发明对化学成分进行了优化，采用上述成分设计，可以获得具有高扩孔性能的热轧酸洗带钢，带钢的抗拉强度≥980MPa，扩孔率λ≥110％，延伸率≥20％。
针对上述复相钢，本发明还提出了一种生产方法。
一种具有高扩孔性能的热轧酸洗带钢的生产方法，包括以下步骤：铁水预处理→冶炼→铸造→热轧→冷却→卷取→平整→酸洗；
将铁水预处理后，经过转炉冶炼、LF精炼和连铸获得板坯；其化学成分质量百分比为：C：0.03％～0.1％、Si：≤0.1％、Mn：0.5％～1.5％、P≤0.02％、S≤0.006％、Nb≤0.05％、Ti≤0.1％、Mo≤0.15％、Re：0.1％～0.4％，其余为Fe及不可避免的杂质。
对板坯进行加热，再经轧制获得热轧板；本实施例中，轧制采用恒速轧制，热轧板厚度规格变化范围控制在1.8～5mm，轧制速度根据厚度变化且控制在5～10m/s。采用恒速轧制，可以使整卷的组织控制和组织比例稳定在目标范围内，性能稳定性得到很好保证。
其中，轧制包括粗轧和精轧，控制粗轧终止温度为1030～1130℃，控制精轧终止温度为850～900℃。
在热轧后，将所述热轧板进行分阶段冷却，冷却后卷取成热轧卷。本实施例中，所述分阶段冷却为水冷+空冷+水冷的三段冷却模式；具体实施过程中，将热轧板先快速水冷至650～700℃，然后进行5～10s的空冷，最后再进行水冷至580～620℃。采用三段冷却模式，控制合适的一段水冷后温度和空冷时间，实现合理控制铁素体析出，保证基体组织具备优异的均匀性。控制第一阶段水冷的冷速为20～60℃/s、第三阶段水冷的冷速为20～60℃/s，有利于铁素体的析出。
将热轧卷冷却至室温后进行平整，控制平整延伸率在1％～3％。
对平整后的热轧卷进行酸洗，本实施例中，采用浅槽紊流式酸洗，控制带钢运行速度为60m/min～100m/min，并控制最后一个酸洗槽酸洗温度为80～90℃、铁离子浓度为30～40g/L。
酸洗后带钢表面颜色为灰白色，再经过烘干，双面静电喷涂防锈油后卷取、包装后成为成品，生产出内部显微组织为铁素体的热轧酸洗带钢。
通过上述内容可以看出，本发明提供的具有高扩孔性能的热轧酸洗带钢的生产方法，通过优化带钢的化学成分，同时在生产工艺上采用恒速轧制，使得整卷的组织控制和组织比例稳定在目标范围内，性能稳定性得到很好保证；采用三段冷却模式，控制合适的一段水冷后温度和空冷时间，实现合理控制铁素体析出，并保证基体组织具备优异的均匀性。根据本实施例生产的热轧酸洗带钢具有如下性能：抗拉强度≥980MPa，扩孔率λ≥110％，延伸率≥20％。
以下通过实施例对本发明作更详细的描述。这些实施例仅是对本发明最佳实施方式的描述，并不对本发明的范围有任何的限制。
本发明实施例的热轧酸洗带钢化学成分如表1所示。
表1实施例热轧酸洗带钢成分(％，其余为Fe及不可避免的杂质)
实施例 C Si Mn P S Nb Ti Mo Re
实施例1 0.05 0.08 1.0 0.015 0.001 0.02 0.1 0.13 0.3
实施例2 0.09 0.03 1.1 0.012 0.002 0.015 0.07 0.10 0.10
实施例3 0.03 0.08 1.4 0.015 0.002 0.035 0.09 0.13 0.20
实施例4 0.1 0.05 0.5 0.017 0.003 0.03 0.08 0.12 0.4
将表1中所示的不同成分的钢经冶炼和铸造后加热，按表2所示工艺加工得到抗拉强度980MPa级具有高扩孔性能的热轧酸洗带钢。
本发明实施例的工艺控制及热轧酸洗带钢性能如表2所示。
表2实施例工艺控制及热轧酸洗带钢性能
图1为本发明实施例1获得的热轧酸洗带钢的组织图，由图1可以看出：该带钢的组织为铁素体，且具备优异的均匀性，表明采用本发明实施例中的成分设计和工艺控制得到了单相铁素体目标组织。
本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
1、本发明实施例中提供的具有高扩孔性能的热轧酸洗带钢，采用C-Mn-Nb-Ti-Mo成分体系，通过添加稀土元素Re来优化钢中夹杂物形状和尺寸，消除了原先存在沿钢材轧制方向分布的条带状MnS，提高了钢的扩孔率；通过优化组织形貌为单相铁素体，提高了钢的延伸率和扩孔率；通过第二相粒子(Ti，Mo)C的析出保证抗拉强度≥980MPa；从而保证抗拉强度980MPa级热轧酸洗钢同时具有高扩孔率和延伸率。
2、本发明实施例中提供的具有高扩孔性能的热轧酸洗带钢的生产方法，通过优化带钢的化学成分，采用水冷+空冷+水冷的三段冷却模式控制铁素体析出，通过恒速轧制使组织比例稳定，并配合平整、酸洗工艺，获得抗拉强度980MPa级具有高扩孔性能的热轧酸洗带钢；获得的热轧酸洗带钢的抗拉强度≥980MPa，扩孔率λ≥110％，延伸率≥20％，具备优异的带钢表面质量。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种具有高扩孔性能的热轧酸洗带钢的生产方法，其特征在于，所述热轧酸洗带钢化学成分质量百分比为：C：0.03％～0.1％、Si：≤0.1％、Mn：0.5％～1.5％、P≤0.02％、S≤0.006％、Nb≤0.05％、Ti≤0.1％、Mo≤0.15％、Re：0.1％～0.4％，其余为Fe及不可避免的杂质；所述热轧酸洗带钢的内部显微组织为铁素体；所述生产方法包括：
将铁水预处理后，经过冶炼和铸造获得板坯；
对所述板坯进行加热，再经轧制获得热轧板；其中，所述轧制采用恒速轧制，且轧制速度控制在5～10m/s；所述轧制包括粗轧和精轧，控制粗轧终止温度为1030～1130℃，控制精轧终止温度为850～900℃；
将所述热轧板进行分阶段冷却，冷却后卷取成热轧卷；其中，所述分阶段冷却为水冷+空冷+水冷的三段冷却模式；具体为：将所述热轧板先水冷至650～700℃、冷速为20～60℃/s，然后进行5～10s的空冷，最后再进行水冷至600～620℃、冷速为20～60℃/s；
将所述热轧卷经平整、酸洗后，获得内部显微组织为铁素体的带钢；
在所述酸洗过程中，控制所述酸洗的运行速度为60m/min～100m/min，控制最后一个酸洗槽酸洗温度为80～90℃、铁离子浓度控制为30～40g/L；
所述热轧酸洗带钢的抗拉强度≥980MPa，扩孔率λ≥110％，延伸率≥20％。
2.如权利要求1所述的具有高扩孔性能的热轧酸洗带钢的生产方法，其特征在于，所述热轧板厚度规格变化范围控制在1.8～5mm。
3.如权利要求1所述的具有高扩孔性能的热轧酸洗带钢的生产方法，其特征在于，所述热轧卷在平整前先冷却至室温，控制平整延伸率在1％～3％。
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