CN106893950A - 低屈强比冷轧耐候钢及其生产方法 - Google Patents

低屈强比冷轧耐候钢及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低屈强比冷轧耐候钢及其生产方法，其包括热轧、酸轧、连续退火和平整工序；所述冷轧耐候钢成分的质量百分含量为：C 0.04～0.10%，Si≤0.45%，Mn≤0.50%，P≤0.12%，S≤0.020%，Cu≤0.60%，Cr≤1.0%，Ni≤0.50%，B 0.003%～0.007%，其余为铁和不可避免的杂质。本方法采用合适的Cu、P、Cr、Ni等化学元素来实现带钢的耐大气腐蚀性能；采用适当的连续退火工艺和平整工艺来实现带钢低屈强比的性能；采用热轧高温终轧、高温卷曲、坑冷缓冷以及炼钢B元素的添加来控制热轧和冷轧晶粒尺寸以获得合适的热轧性能和组织，来实现对带钢强度和塑性的控制。本方法生产的低屈强比冷轧耐候钢，具有合适的拉伸性能及很好的延伸率，低的屈强比、高的延伸率，具有良好的成型性能。

Description

低屈强比冷轧耐候钢及其生产方法
技术领域
本发明属于冶金领域，尤其是一种低屈强比冷轧耐候钢及其生产方法。
背景技术
耐大气腐蚀钢又称耐候钢，其应用范围较为广泛，特别是在铁路运输车辆及城市基础设施中应用较多。国外早在20世纪30年代就开始应用耐大气腐蚀钢。后来各国根据本国的资源情况，发展和研制了各种类型的耐大气腐蚀钢，并在桥梁、铁路车辆和建筑中广泛加以应用。
因为耐候钢的化学成分复杂，对带钢屈强比和延伸率影响很大的Mn、Si、P、Cu、Cr、Ni含量高，造成一般的冷轧耐候钢的屈强比≥0.80，延伸率A≤35%。因一般的冷轧耐候钢的屈服比较高、延伸率较低，无法满足一些领域对低屈强比、高延伸率冷轧耐候钢的需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高延伸率的低屈强比冷轧耐候钢；本发明还提供了一种低屈强比冷轧耐候钢的生产方法。
为解决上述技术问题，本发明成分的质量百分含量为：C 0.04～0.10%，Si≤0.45%，Mn≤0.50%，P≤0.12%，S≤0.020%，Cu≤0.60%，Cr≤1.0%，Ni≤0.50%，B 0.003%～0.007%，其余为铁和不可避免的杂质。
优选的，其成分的质量百分含量为：C 0.04～0.10%，Si 0.20～0.45%，Mn 0.20～0.50%，P 0.05～0.10%，S≤0.020%，Cu 0.20～0.45%，Cr 0.30～0.70%，Ni 0.20～0.40%，B0.003%～0.007%，其余为铁和不可避免的杂质。
本发明所述冷轧耐候钢的屈强比≤0.74，伸率A≥40%。
本发明中：
C：碳是钢中最经济的强化元素，主要通过固溶强化和析出强化对提高钢的强度主要显著。但随着钢中碳含量的增加，钢的塑性和韧性会明显降低，同时其焊接和冷加工性能显著变坏。
Si：硅在钢中是固溶强化元素，且能提高钢质的纯净程度，还能增加钢水的流动性。但是随着Si含量的提高会降低材料的延伸率，另外硅过高会严重影响热轧带钢的表面质量。
Mn：锰在钢中是固溶强化元素，Mn与Si的强化作用相同，锰是扩大γ相区元素，可降低γ向α相变温度，有助于获得细小的相变产物。如果锰过高时，会降低铸坯中会出现明显的偏析，热轧带钢中会有明显的带状组织，严重影响带钢性能。
P、Cu、Cr、Ni：P、Cu、Cr、Ni在本钢种中为耐腐蚀元素，通过合理添加这些元素使带钢具有显著的耐腐蚀性能，但从对性能的影响角度来说这些元素为有害杂质元素，这些元素能显著的升高带钢的屈强比，降低延伸率。
S：硫为有害杂质元素，控制越低越好，但从生产的成本经济性考虑，本发明控制在0.020%以下。
B：B在低合金钢系列钢中的作用主要是增加钢的淬透性及增加带钢强度；经过多轮试验在本发明中首次将B元素作为促进耐候钢晶粒长大的元素使用。
本发明方法包括热轧、酸轧、连续退火和平整工序；所述冷轧耐候钢成分的质量百分含量如上所述。
本发明方法所述连续退火工序：保温段温度800～860℃，过时效温度350～410℃，终冷温度60～120℃，带钢运行速度50～120m/min，炉内气氛采用N2或惰性气体保护。
本发明方法所述热轧工序：板坯加热温度1150～1250℃，热轧终轧温度870～920℃，卷取温度690℃～730℃，轧后带钢堆放、坑冷放置2～4天。
本发明方法所述酸轧工序：冷轧压下率45～55%。
本发明方法所述平整工序：平整延伸率为0.3～1.0%。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：依据本发明生产的耐候钢在不升高生产制造成本的情况下具有低屈强比、高延伸率，具有良好的成型性能。
本发明方法采用合适的的Cu、P、Cr、Ni等化学元素来实现带钢的耐大气腐蚀性能；采用适当的连续退火工艺和平整工艺来实现带钢表面带钢低屈强比的性能；采用热轧高温终轧、高温卷曲以及炼钢B元素的添加来控制热轧和冷轧晶粒尺寸以获得合适的热轧性能和组织，来实现对带钢强度和塑性的控制。本发明方法生产的低屈强比冷轧耐候钢，具有合适的拉伸性能及很好的延伸率，低的屈强比、高的延伸率，具有良好的成型性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1：本低屈强比冷轧耐候钢及其生产方法采用下述具体工艺。
所述冷轧耐候钢板的厚度为1.0mm，其化学成分（wt）：C 0.07%，Si 0.20%，Mn0.45%，P 0.10%，S 0.005%，Cu 0.25%，Cr 0.35%，Ni 0.20%，B 0.004%，其余为铁和不可避免杂质。
所述冷轧耐候钢板的生产步骤如下所述：1）炼钢和连铸工序：转炉炼钢、LF精炼，连续铸造成铸坯（板坯）。
2）热轧工序：对铸坯进行加热，加热温度为1200℃；对铸坯进行轧制，轧成热轧板带，终轧温度为900℃，卷取温度为710℃，轧后带钢进入缓冷坑，堆冷3天。
3）酸轧工序：包括酸洗和冷轧过程；酸洗过程中，酸液温度85℃，酸洗工艺段长度105米，酸洗速度60m/min；冷轧压下率为55%。
4）连续退火工序：保温段温度840℃，过时效温度400℃，终冷温度120℃，带钢运行速度65m/min，炉内气氛为N2保护。
5）平整工艺：延伸率控制模式，平整延伸率为0.60%。
本实施例所得冷轧耐候钢板的检测结果为：抗拉强度495MPa，屈服强度366，屈强比0.74、延伸率A为42%。
实施例2：本低屈强比冷轧耐候钢及其生产方法采用下述具体工艺。
所述冷轧耐候钢板的厚度为1.5mm，其化学成分（wt）：C 0.06%，Si 0.45%，Mn0.35%，P 0.08%，S 0.006%，Cu 0.30%，Cr 0.30%，Ni 0.25%，B 0.0035%，其余为铁和不可避免杂质。
所述冷轧耐候钢板的生产步骤如下所述：1）炼钢和连铸工序：转炉炼钢、LF精炼，连续铸造成铸坯。
2）热轧工序：对铸坯进行加热，加热温度为1190℃；对铸坯进行轧制，轧成热轧板带，终轧温度为880℃，卷取温度为700℃，轧后带钢进入缓冷坑，堆冷2天。
3）酸轧工序：冷轧压下率52%。
4）连续退火工序：保温段温度800℃，过时效温度360℃，终冷温度100℃，带钢运行速度50m/min，炉内气氛为N2保护。
5）平整工序：延伸率控制模式，平整延伸率为0.30%。
本实施例所得冷轧耐候钢板的检测结果为：抗拉强度501MPa，屈服强度368 MPa，屈强比0.735、延伸率A 41.0%。
实施例3：本低屈强比冷轧耐候钢及其生产方法采用下述具体工艺。
所述冷轧耐候钢板的厚度为1.7mm，其化学成分（wt）：C 0.08%，Si 0.31%，Mn0.20%，P 0.07%，S 0.005%，Cu 0.32%，Cr 0.55%，Ni 0.40%，B 0.005%，其余为铁和不可避免杂质。
所述冷轧耐候钢板的生产步骤如下所述：1）炼钢和连铸工序：转炉炼钢、LF精炼，连续铸造成铸坯。
2）热轧工序：对铸坯进行加热，加热温度为1210℃；对铸坯进行轧制，轧成热轧板带，终轧温度为910℃，卷取温度为720℃，轧后带钢进入缓冷坑，堆冷4天。
3）酸轧工序：冷轧压下率49%。
4）连续退火工序：保温段温度850℃，过时效温度410℃，终冷温度90℃，带钢运行速度70m/min，炉内气氛为N2保护。
5）平整工序：延伸率控制模式，平整延伸率为0.80%。
本实施例所得冷轧耐候钢板的检测结果为：抗拉强度457MPa，屈服强度335 MPa，屈强比0.732、延伸率A为 43.5%。
实施例4：本低屈强比冷轧耐候钢及其生产方法采用下述具体工艺。
所述冷轧耐候钢板的厚度为2.0mm，其化学成分（wt）：C 0.04%，Si 0.39%，Mn0.45%，P 0.05%，S 0.020%，Cu 0.45%，Cr 0.70%，Ni 0.35%，B 0.007%，其余为铁和不可避免杂质。
所述冷轧耐候钢板的生产步骤如下所述：1）炼钢和连铸工序：转炉炼钢、LF精炼，连续铸造成铸坯。
2）热轧工序：对铸坯进行加热，加热温度为1250℃；对铸坯进行轧制，轧成热轧板带，终轧温度为920℃，卷取温度为730℃，轧后带钢进入缓冷坑，堆冷2天。
3）酸轧工序：冷轧压下率45%。
4）连续退火工序：保温段温度830℃，过时效温度350℃，终冷温度100℃，带钢运行速度120m/min，炉内气氛为N2保护。
5）平整工序：延伸率控制模式，平整延伸率为1.0%。
本实施例所得冷轧耐候钢板的检测结果为：抗拉强度486MPa，屈服强度358 MPa，屈强比0.737、延伸率A 42.5%。
实施例5：本低屈强比冷轧耐候钢及其生产方法采用下述具体工艺。
所述冷轧耐候钢板的厚度为1.4mm，其化学成分（wt）：C 0.10%，Si 0.35%，Mn0.50%，P 0.07%，S 0.011%，Cu 0.20%，Cr 0.43%，Ni 0.23%，B 0.003%，其余为铁和不可避免杂质。
所述冷轧耐候钢板的生产步骤如下所述：1）炼钢和连铸工序：转炉炼钢、LF精炼，连续铸造成铸坯。
2）热轧工序：对铸坯进行加热，加热温度为1150℃；对铸坯进行轧制，轧成热轧板带，终轧温度为870℃，卷取温度为690℃，轧后带钢进入缓冷坑，堆冷2.5天。
3）酸轧工序：冷轧压下率53%。
4）连续退火工序：保温段温度860℃，过时效温度390℃，终冷温度60℃，带钢运行速度65m/min，炉内气氛为N2保护。
5）平整工序：延伸率控制模式，平整延伸率为0.90%。
本实施例所得冷轧耐候钢板的检测结果为：抗拉强度440MPa，屈服强度320MPa，屈强比0.727、延伸率A 41.5%。
实施例6：本低屈强比冷轧耐候钢及其生产方法采用下述具体工艺。
所述冷轧耐候钢板的厚度为1.6mm，其化学成分（wt）：C 0.08%，Si 0.42%，Mn0.25%，P 0.12%，S 0.016%，Cu 0.60%，Cr 1.0%，Ni 0.50%，B 0.006%，其余为铁和不可避免杂质。
所述冷轧耐候钢板的生产步骤如下所述：1）炼钢和连铸工序：转炉炼钢、LF精炼，连续铸造成铸坯。
2）热轧工序：对铸坯进行加热，加热温度为1180℃；对铸坯进行轧制，轧成热轧板带，终轧温度为890℃，卷取温度为730℃，轧后带钢进入缓冷坑，堆冷4天。
3）酸轧工序：冷轧压下率55%。
4）连续退火工序：保温段温度800℃，过时效温度370℃，终冷温度80℃，带钢运行速度50m/min，炉内气氛为N2保护。
5）平整工序：延伸率控制模式，平整延伸率为0.45%。
本实施例所得冷轧耐候钢板的检测结果为：抗拉强度510MPa，屈服强度375MPa，屈强比0.736、延伸率A 42.5%。

Claims (8)

1.一种低屈强比冷轧耐候钢，其特征在于，其成分的质量百分含量为：C 0.04～0.10%，Si≤0.45%，Mn≤0.50%，P≤0.12%，S≤0.020%，Cu≤0.60%，Cr≤1.0%，Ni≤0.50%，B 0.003%～0.007%，其余为铁和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的低屈强比冷轧耐候钢，其特征在于，其成分的质量百分含量为：C 0.04～0.10%，Si 0.20～0.45%，Mn 0.20～0.50%，P 0.05～0.10%，S≤0.020%，Cu0.20～0.45%，Cr 0.30～0.70%，Ni 0.20～0.40%，B 0.003%～0.007%，其余为铁和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1或2所述的低屈强比冷轧耐候钢，其特征在于：所述冷轧耐候钢的屈强比≤0.74，伸率A≥40%。
4.一种低屈强比冷轧耐候钢的生产方法，其特征在于：其包括热轧、酸轧、连续退火和平整工序；所述冷轧耐候钢成分的质量百分含量为：C 0.04～0.10%，Si≤0.45%，Mn≤0.50%，P≤0.12%，S≤0.020%，Cu≤0.60%，Cr≤1.0%，Ni≤0.50%，B 0.003%～0.007%，其余为铁和不可避免的杂质。
5.根据权利要求4所述的低屈强比冷轧耐候钢的生产方法，其特征在于，所述连续退火工序：保温段温度800～860℃，过时效温度350～410℃，终冷温度60～120℃，带钢运行速度50～120m/min，炉内气氛采用N2或惰性气体保护。
6.根据权利要求4所述的低屈强比冷轧耐候钢的生产方法，其特征在于，所述热轧工序：板坯加热温度1150～1250℃，热轧终轧温度870～920℃，卷取温度690℃～730℃，轧后带钢堆放、坑冷放置2～4天。
7.根据权利要求4所述的低屈强比冷轧耐候钢的生产方法，其特征在于，所述酸轧工序：冷轧压下率45～55%。
8.根据权利要求4－7任意一项所述的低屈强比冷轧耐候钢的生产方法，其特征在于，所述平整工序：平整延伸率为0.3～1.0%。
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