CN108866451A - 屈服强度240MPa级结构用冷轧钢板及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种屈服强度240MPa级结构用冷轧钢板及制备方法，该钢板化学成分按质量百分比为：C：0.15‑0.18％、Mn：0.40‑0.60％、Si≤0.05％、P≤0.02％、S≤0.01％、Als：0.02‑0.06％，其余为Fe和其他不可避免的杂质。本发明的优点在于钢板采用碳锰成分设计，退火及平整后的屈服强度为240‑340MPa，抗拉强度390‑480MPa，断后延伸率≥29％。

Description

屈服强度240MPa级结构用冷轧钢板及制备方法
技术领域
本申请属于冶金技术领域，特别涉及一种屈服强度240MPa级结构用冷轧钢板及制备方法。
背景技术
汽车、家电、建筑等行业的发展，促进了各类高强度冷轧钢板的需求，其中碳锰成分的冷轧结构钢，由于强度适中，成形性能好，生产成本相对较低，可广泛用于制造车身内部结构件、家电结构件、各类钢管等。
碳锰结构钢的主要合金成分为C、Mn元素，主要通过固溶强化提高钢板强度。目前汽车车身制造使用的碳锰结构钢，往往采用较低的碳含量，通过添加较高的Mn合金来提高强度。屈服强度240MPa级的碳素结构钢牌号包括国标Q235，德标St37-2G、St44-2G，宝钢企标B240ZK等。
中国发明专利(申请公布号CN103882292A)公布了一种冷轧碳素钢的生产方法，其化学成分中主要元素质量百分比为：C，0.06-0.10％；Mn，1.2-1.5％；Si，≤0.06％，成分设计中C元素含量较低，Mn含量高，冷轧后在连续退火线上退火，均热退火温度760-800℃，缓冷后进行快速冷却，冷却速度25-50℃/s，得到抗拉强度400MPa级的钢板。该专利的成分设计中C含量较低，Mn含量高，获得的钢板屈强比低，适合制造对冲压及焊接要求较高的零件，但是合金成本高。
中国发明专利(申请公布号CN103509996A)公开的碳锰结构钢生产方法，其化学成分中主要元素质量百分比为：C，0.10-0.20％；Mn，≤0.40％；Si，≤0.30％，成分设计中提高了C含量，降低Mn合金含量，冷轧后在罩式炉中退火，退火温度650-700℃，随炉冷却，得到抗拉强度400MPa级的钢板。该专利采用罩式退火工艺，生产效率低，钢板表面质量难以保证。
用碳锰结构钢在制造不同类型的结构件时，对钢板成分和性能的要求并不一致。对于一些形状较为简单，变形量少，尤其是对焊接性能要求不高的零件，可以通过增加碳含量，在保证使用要求的基础上，进一步降低钢板生产制造成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种屈服强度240MPa级结构用冷轧钢板及制备方法，钢板采用碳锰成分设计，退火及平整后的屈服强度为240-340MPa，抗拉强度390-480MPa，断后延伸率≥29％。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本申请实施例公开了一种屈服强度240MPa级结构用冷轧钢板，其化学成分按质量百分比为：C：0.15-0.18％、Mn：0.40-0.60％、Si≤0.05％、P≤0.02％、S≤0.01％、Als：0.02-0.06％，其余为Fe和其他不可避免的杂质。
优选的，在上述屈服强度240MPa级结构用冷轧钢板中，该钢板屈服强度为240-340MPa，抗拉强度为390-480MPa，延伸率≥29％。
相应的，还公开了一种屈服强度240MPa级结构用冷轧钢板的制备方法，依次包括如下步骤：
S1热轧工序，板坯加热温度为1180-1230℃，保温时间为2-3小时；终轧温度为840-880℃，卷取温度为600-660℃；
S2酸洗及冷连轧工序，热轧钢卷通过酸洗去除表面氧化铁皮，钢板冷轧轧制压下率为60-75％；
S3连续退火工序，冷轧钢卷开卷并清洗后，在连续退火炉内进行退火，退火均热温度为730-760℃，均热段退火时间为60-110秒；缓冷段出口温度为670-690℃，冷却速度为5-18℃/s；快冷段出口温度为410-430℃，冷却速度15-35℃/s；过时效段温度为370-400℃；
S4平整工序，采用直径400-500mm的小辊径平整辊，平整压下率为0.8-1.8％。
优选的，在上述的屈服强度240MPa级结构用冷轧钢板的制备方法中，步骤S1之前将原料进行脱硫、转炉吹炼、连铸得到连铸坯。
与现有技术相比，本发明有益效果在于：
(1)采用高碳低锰成分设计，成分中提高碳含量，降低昂贵的Mn合金含量，降低了合金成本；
(2)采用低Si成分设计，添加Si元素可以提高材料强度，但是Si含量提高后一方面会降低材料的延伸率和成形性，另一方面Si易在钢板表面形成氧化层，从而影响钢板表面质量，因此，低Si成分更易获得优质表面；
(3)冷轧时采用高压下率，高压下轧制有利于细化晶粒，获得额外的强度增量；
(4)采用立式连续退火炉进行连续退火热处理，与罩式退火工艺相比，连续退火工艺退火时间短，生产效率高，钢板性能稳定，表面质量好，生产成本低。
通过本发明成分和制造方法获得的冷轧钢板，其典型金相组织为铁素体+少量珠光体，屈服强度为240-340MPa，抗拉强度390-480MPa，断后延伸率≥29％，成形性能好，表面质量优良，钢板生产成本低。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
原料脱硫、转炉吹炼、连铸得到连铸坯成分如下(质量百分比)：C，0.17％；Mn，0.55％；Si，0.03％；P，0.014％；S，0.0046％；Als，0.033％；余量为Fe及不可避免杂质；
连铸坯在步进式加热炉里加热到1200℃，保温时间150min，终轧温度为860℃，采取前段冷却，卷取温度为644℃，获得4.5mm厚的热轧钢卷；
热轧卷开卷后经过酸洗，通过5机架轧机连续轧制，获得1.5mm厚轧硬钢卷，冷轧压下量为66.7％；
轧硬钢卷开卷后，钢板经表面清洗后进入连续退火炉，退火均热温度为745℃，均热保温时间85s；缓冷段出口温度为685℃，冷却速度8℃/s；快冷段出口温度为425℃，冷却速度23℃/s；过时效段温度为385℃；
采用直径400-500mm的小辊径平整辊，平整压下率1.2％。
实施例2
原料脱硫、转炉吹炼、连铸得到连铸坯成分如下(质量百分比)：C，0.16％；Mn，0.47％；Si，0.04％；P，0.015％；S，0.0053％；Als，0.033％；余量为Fe及不可避免杂质；
连铸坯在步进式加热炉里加热到1210℃，保温时间160min，终轧温度为855℃，采取前段冷却，卷取温度为638℃，获得4.0mm厚的热轧钢卷；
热轧卷开卷后经过酸洗，通过5机架轧机连续轧制，获得1.2mm厚轧硬钢卷，冷轧压下量为70％；
轧硬钢卷开卷后，钢板经表面清洗后进入连续退火炉，退火均热温度为745℃，均热保温时间70s；缓冷段出口温度为685℃，冷却速度10℃/s；快冷段出口温度为423℃，冷却速度27℃/s；过时效段温度为380℃；
采用直径400-500mm的小辊径平整辊，平整压下率1.0％。
实施例1-2获得的屈服强度240MPa级结构用冷轧钢板的力学性能如下：
实施例 屈服强度/MPa 抗拉强度/MPa 延伸率/％
实施例1 310 438 33
实施例2 285 415 34
上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种屈服强度240MPa级结构用冷轧钢板，其特征在于，其化学成分按质量百分比为：C：0.15-0.18％、Mn：0.40-0.60％、Si≤0.05％、P≤0.02％、S≤0.01％、Als：0.02-0.06％，其余为Fe和其他不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的屈服强度240MPa级结构用冷轧钢板，其特征在于，该钢板屈服强度为240-340MPa，抗拉强度为390-480MPa，延伸率≥29％。
3.如权利要求1所述的屈服强度240MPa级结构用冷轧钢板的制备方法，其特征在于，依次包括如下步骤：
S1热轧工序，板坯加热温度为1180-1230℃，保温时间为2-3小时；终轧温度为840-880℃，卷取温度为600-660℃；
S2酸洗及冷连轧工序，热轧钢卷通过酸洗去除表面氧化铁皮，钢板冷轧轧制压下率为60-75％；
S3连续退火工序，冷轧钢卷开卷并清洗后，在连续退火炉内进行退火，退火均热温度为730-760℃，均热段退火时间为60-110秒；缓冷段出口温度为670-690℃，冷却速度为5-18℃/s；快冷段出口温度为410-430℃，冷却速度15-35℃/s；过时效段温度为370-400℃；
S4平整工序，采用直径400-500mm的小辊径平整辊，平整压下率为0.8-1.8％。
4.根据权利要求3所述的屈服强度240MPa级结构用冷轧钢板的制备方法，其特征在于，步骤S1之前将原料进行脱硫、转炉吹炼、连铸得到连铸坯。
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