CN106756563A - 抗拉强度800MPa级极薄规格热轧宽带钢及生产方法 - Google Patents

抗拉强度800MPa级极薄规格热轧宽带钢及生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗拉强度800MPa级极薄规格热轧宽带钢及生产方法，轧宽带钢化学成分组成及重量百分比为：C：0.06～0.10%，Si≤0.30%，Mn：1.60～2.00%，P≤0.020%，S≤0.015%，Nb：0.030～0.060%，V：0.04～0.06，Ti：0.09～0.13%，Als：0.010～0.060%，余量为Fe及不可避免的杂质元素。生产方法包括下述步骤：转炉冶炼、LF精炼、RH精炼、板坯连铸、板坯加热、高压水除鳞、控制轧制、控轧冷却、卷取。本发明所生产的热轧宽带钢屈服强度≥700MPa，抗拉强度≥800MPa，延伸率≥12%，组织为约占95%的铁素体，及约5%的珠光体。本发明与传统工艺相比，下游加工用户节省原料成本，节省加工时间，降低生产周期。

Description

抗拉强度800MPa级极薄规格热轧宽带钢及生产方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种抗拉强度800MPa级极薄规格热轧宽带钢及生产方法。
背景技术
随着下游用户出于降低构件自重、减少钢材用量、降低生产成本因素考虑，以及国家对资源环境的保护力度逐步加大，对高强度、薄规格带钢的需求迅速增加，但对于常规热连轧机生产带钢厚度规格减薄至一定厚度（1.5-2.0mm），是十分困难的，在薄规格基础上，要求实现高强度（抗拉强度≥800MPa），目前国内尚未能实现，均采用热连轧机生产热轧原料、经冷轧加工至期望厚度规格（1.5-2.0mm），调质热处理工艺，以达到期望的力学性能要求。
如热连轧机能够生产出厚度规格达到1.5-2.0mm，同时抗拉强度实现≥800MPa宽带钢，将为下游加工使用用户节省大量原料成本，同时节省加工时间，降低生产周期，是本行业亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗拉强度800MPa级极薄规格热轧宽带钢及生产方法。该钢筋具体热轧宽带钢的厚度规格减至1.5-2.0mm，力学性能抗拉强度≥800MPa，屈服强度≥700MPa，延伸率≥12%。
为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：一种抗拉强度800MPa级极薄规格热轧宽带钢，所述轧宽带钢化学成分组成及重量百分比为：C：0.06～0.10%，Si≤0.30%，Mn：1.60～2.00%，P≤0.020%，S≤0.015%，Nb：0.030～0.060%，V：0.04～0.06%，Ti：0.09～0.13%，Als：0.010～0.060%，余量为Fe及不可避免的杂质元素。
本发明所述热轧宽带钢厚度为1.5～2.0mm。
本发明所述热轧宽带钢力学性能抗拉强度≥800MPa，屈服强度≥700MPa，延伸率≥12%。
本发明还提供一种上述抗拉强度800MPa级极薄规格热轧宽带钢的生产方法，包括下述步骤：转炉冶炼、LF精炼、RH精炼、板坯连铸、板坯加热、高压水除鳞、控制轧制、控轧冷却、卷取；所述板坯连铸工序，所述铸坯化学成分化学成分组成及重量百分比为：C：0.06～0.10%，Si≤0.30%，Mn：1.60～2.00%，P≤0.020%，S≤0.015%，Nb：0.030～0.060%，V：0.04～0.06%，Ti：0.09～0.13%，Als：0.010～0.060%，余量为Fe及不可避免的杂质元素。
本发明所述控制轧制工序，控制轧制包括粗轧、热卷箱卷取、精轧。
本发明所述控制轧制工序，粗轧经5道轧制后，出口温度为1050～1150℃。
本发明所述控制轧制工序，精轧入口温度为1000～1100℃，精轧出口温度为860～920℃。
本发明所述板坯加热工序，将板坯加热至1200～1300℃。
本发明所述控制轧制工序，精轧前两架轧机机架间除鳞水投用，除鳞压力≥10MPa。
本发明所述控制冷却工序，层流冷却速度≥20℃/S，卷取温度550～650℃。
本发明化学组分设计思路：
C：0.06～0.10%，较低的碳含量可使钢具有良好的焊接性和冷成形性，强度的不足可通过微合金化和控轧控冷工艺来弥补；
Mn：1.6～2.0%，Mn通过固溶强化提高钢的强度，同时综合考虑两方面因素，首先促进碳氮化物析出相在加热时候的溶解，抑制析出相在轧制时候的析出，有利于保持较多的析出元素于轧后的冷却过程中在铁素体中析出，加强了析出强化， Mn还可扩大奥氏体相区，降低过冷奥氏体相的转变温度，有利于相变组织的细化，其次同时为降低带钢轧制过程中轧机负荷，保证轧制稳定性，及确保带钢板形质量，强化方式主要以轧后冷却过程的相变强化和析出强化为主，基于此确定元素Mn的含量。
P：≤0.020%，低的磷含量可使钢具有良好的韧性、冷成形性和焊接性。
S：≤0.015%，低的硫含量使钢具有较好的韧性和冷成型性。
Nb：0.030～0.060%，通过细晶强化和析出强化提高钢的强度，Nb可提高奥氏体的再结晶温度，即在较高的温度下实现奥氏体非再结晶区轧制，从而可使轧件在较高的温度下完成轧制变形，同时得到细小的相变组织。此外部分Nb在铁素体区析出，强化铁素体基体。
Ti：0.09～0.13%，采用钛处理，高温未溶的Ti(C，N)可有效阻止高温加热时奥氏体晶粒的粗化，在轧制中析出，能够在阻止晶粒长大的同时，产生强烈的析出强化效果，同时对材料焊接时，可明显改善热影响区的性能。
V：0.04～0.06%，采用钒强化，通过V.N和V.C的析出，实现强烈的沉淀强化效果，提高钢的强度。
Als：0.010～0.060%，Al是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝，可细化晶粒，提高冲击韧性。Al还具有抗氧化性和抗腐蚀性能，铝硅合用，可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力。但Al超过一定量时将影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。
本发明生产工艺设计思路：本发明的生产方法中，经转炉冶炼、LF精炼、RH精炼、板坯连铸所生产的铸坯，加热温度和加热时间的控制是关键生产工序之一，要求板坯的出钢温度在1200～1300℃范围内，目的是在确保板坯中的合金元素能够充分固溶，同时避免晶粒过分长大的条件下，提高板坯加热温度，减小轧制轧制负荷，降低轧制难度。
控制轧制包含粗轧、热卷箱、精轧三道工序，粗轧采用五道次轧制，粗轧完成后中间坯温度在1050～1150℃范围内。热卷箱能够有效降低中间坯在辊道上的温降，同时改善中间坯温度均匀性，提高产品轧制过程的稳定性。精轧入口温度在1000～1100℃范围内，确保精轧前两架轧机机架间除鳞水投用，并确保除鳞压力≥10MPa，精轧出口温度在880～920℃范围内。
轧后层流冷却及卷取是相变强化和析出强化阶段，暨带钢生成强度的主要阶段，因此是十分重要的生产环节，要求控制冷却速度≥20℃/S，卷取温度为550～650℃。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明所生产的1.5～2.0mm厚的热轧宽带钢屈服强度≥700MPa，抗拉强度≥800MPa，延伸率≥12%，组织为约占95%的铁素体，及约5%的珠光体。
本发明所生产的800MPa级1.5-2.0mm厚热轧宽带钢，与原热连轧机生产热轧原料、经冷轧加工至期望厚度规格（1.5-2.0mm）、调质热处理工艺相比，下游加工使用用户节省大量原料成本，同时节省加工时间，降低生产周期。
附图说明
图1是实施例1热轧宽带钢的显微组织图；
图2是实施例2热轧宽带钢的显微组织图；
图3是实施例3热轧宽带钢的显微组织图；
图4是实施例4热轧宽带钢的显微组织图；
图5是实施例5热轧宽带钢的显微组织图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
一种抗拉强度800MPa级极薄规格热轧宽带钢，厚度为1.5mm。化学成分组成及重量百分比为：C：0.08%，Si：0.12%，Mn：1.84%，P：0.008%，S：0.005%，Nb：0.053%，V：0.053%，Ti：0.106%，Als：0.020%，余量为Fe及不可避免的杂质元素。
生产方法包括下述步骤：转炉冶炼、LF精炼、RH精炼、板坯连铸、板坯加热、高压水除鳞、控制轧制、控轧冷却、卷取。
板坯加热工序，将板坯加热至1275℃。
控制轧制工序，控制轧制包括粗轧、热卷箱卷取、精轧。粗轧经5道轧制后，出口温度为1120℃。精轧采用7架轧机轧制，精轧入口温度为1080℃，精轧出口温度为890℃。精轧前两架轧机机架间除鳞水投用，除鳞压力13MPa。
控制冷却工序，层流冷却速度25℃/S，卷取温度600℃。
热轧宽带钢力学性能见表1。
实施例2
一种抗拉强度800MPa级极薄规格热轧宽带钢，厚度为1.8mm。化学成分组成及重量百分比为：C：0.08%，Si：0.13%，Mn：1.78%，P：0.012%，S：0.004%，Nb：0.035%，V：0.055%，Ti：0.101%，Als：0.018%，余量为Fe及不可避免的杂质元素。
生产方法包括下述步骤：转炉冶炼、LF精炼、RH精炼、板坯连铸、板坯加热、高压水除鳞、控制轧制、控轧冷却、卷取。
板坯加热工序，将板坯加热至1270℃。
控制轧制工序，控制轧制包括粗轧、热卷箱卷取、精轧。粗轧经5道轧制后，出口温度为1110℃。精轧采用7架轧机轧制，精轧入口温度为1060℃，精轧出口温度为880℃。精轧前两架轧机机架间除鳞水投用，除鳞压力12MPa。
控制冷却工序，层流冷却速度25℃/S，卷取温度580℃。
热轧宽带钢力学性能见表1。
实施例3
一种抗拉强度800MPa级极薄规格热轧宽带钢，厚度为1.6mm。化学成分组成及重量百分比为：C：0.08%，Si：0.29%，Mn：1.75%，P：0.012%，S：0.004%，Nb：0.048%，V：0.050%，Ti：0.102%，Als：0.042%，余量为Fe及不可避免的杂质元素。
生产方法包括下述步骤：转炉冶炼、LF精炼、RH精炼、板坯连铸、板坯加热、高压水除鳞、控制轧制、控轧冷却、卷取。
板坯加热工序，将板坯加热至1260℃。
控制轧制工序，控制轧制包括粗轧、热卷箱卷取、精轧。粗轧经5道轧制后，出口温度为1100℃。精轧采用7架轧机轧制，精轧入口温度为1050℃，精轧出口温度为900℃。精轧前两架轧机机架间除鳞水投用，除鳞压力11MPa。
控制冷却工序，层流冷却速度25℃/S，卷取温度600℃。
热轧宽带钢力学性能见表1。
实施例4
一种抗拉强度800MPa级极薄规格热轧宽带钢，厚度为2.0mm。化学成分组成及重量百分比为：C：0.06%，Si：0.30%，Mn：2.00%，P：0.010%，S：0.005%，Nb：0.030%，V：0.06%，Ti：0.09%，Als：0.010%，余量为Fe及不可避免的杂质元素。
生产方法包括下述步骤：转炉冶炼、LF精炼、RH精炼、板坯连铸、板坯加热、高压水除鳞、控制轧制、控轧冷却、卷取。
板坯加热工序，将板坯加热至1300℃。
控制轧制工序，控制轧制包括粗轧、热卷箱卷取、精轧。粗轧经5道轧制后，出口温度为1100℃。精轧采用7架轧机轧制，精轧入口温度为1000℃，精轧出口温度为860℃。精轧前两架轧机机架间除鳞水投用，除鳞压力10MPa。
控制冷却工序，层流冷却速度24℃/S，卷取温度550℃。
热轧宽带钢力学性能见表1。
实施例5
一种抗拉强度800MPa级极薄规格热轧宽带钢，厚度为1.5mm。化学成分组成及重量百分比为：C：0.10%，Si：0.20%，Mn：1.60%，P：0.020%，S：0.015%，Nb：0.060%，V：0.04%，Ti：0.13%，Als：0.060%，余量为Fe及不可避免的杂质元素。
生产方法包括下述步骤：转炉冶炼、LF精炼、RH精炼、板坯连铸、板坯加热、高压水除鳞、控制轧制、控轧冷却、卷取。
板坯加热工序，将板坯加热至1200℃。
控制轧制工序，控制轧制包括粗轧、热卷箱卷取、精轧。粗轧经5道轧制后，出口温度为1100℃。精轧采用7架轧机轧制，精轧入口温度为1100℃，精轧出口温度为920℃。精轧前两架轧机机架间除鳞水投用，除鳞压力12MPa。
控制冷却工序，层流冷却速度20℃/S，卷取温度650℃。
热轧宽带钢力学性能见表1。
表1 实施例1-5热轧卷板力学性能
表1所示，实例1～5所生产的800MPa级，极薄规格（1.5-2.0mm）热轧宽带钢，屈服强度720～755MPa，抗拉强度815～840MPa，延伸率14～16%，具有良好的力学强度及塑性匹配。

Claims (10)

1.一种抗拉强度800MPa级极薄规格热轧宽带钢，其特征在于，所述轧宽带钢化学成分组成及重量百分比为：C：0.06～0.10%，Si≤0.30%，Mn：1.60～2.00%，P≤0.020%，S≤0.015%，Nb：0.030～0.060%，V：0.04～0.06%，Ti：0.09～0.13%，Als：0.010～0.060%，余量为Fe及不可避免的杂质元素。
2.根据权利要求1所述的一种抗拉强度800MPa级极薄规格热轧宽带钢，其特征在于，所述热轧宽带钢厚度为1.5-2.0mm。
3.根据权利要求1所述的一种抗拉强度800MPa级极薄规格热轧宽带钢，其特征在于，所述热轧宽带钢力学性能抗拉强度≥800MPa，屈服强度≥700MPa，延伸率≥12%。
4.基于权利要求1-3任意一项所述的生产方法，其特征在于，包括下述步骤：转炉冶炼、LF精炼、RH精炼、板坯连铸、板坯加热、高压水除鳞、控制轧制、控轧冷却、卷取；所述板坯连铸工序，所述铸坯化学成分化学成分组成及重量百分比为：C：0.06～0.10%，Si≤0.30%，Mn：1.60～2.00%，P≤0.020%，S≤0.015%，Nb：0.030～0.060%，V：0.04～0.06%，Ti：0.09～0.13%，Als：0.010～0.060%，余量为Fe及不可避免的杂质元素。
5.根据权利要求4所述的生产方法，其特征在于，所述控制轧制工序，控制轧制包括粗轧、热卷箱卷取、精轧。
6.根据权利要求4所述的生产方法，其特征在于，所述控制轧制工序，粗轧经5道轧制后，出口温度为1050～1150℃。
7.根据权利要求4所述的生产方法，其特征在于，所述控制轧制工序，精轧入口温度为1000～1100℃，精轧出口温度为860～920℃。
8.根据权利要求4-7任意一项所述的生产方法，其特征在于，所述板坯加热工序，将板坯加热至1200～1300℃。
9.根据权利要求4-7任意一项所述的生产方法，其特征在于，所述控制轧制工序，精轧前两架轧机机架间除鳞水投用，除鳞压力≥10MPa。
10.根据权利要求4-7任意一项所述的生产方法，其特征在于，所述控制冷却工序，层流冷却速度≥20℃/S，卷取温度550～650℃。
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