CN109023115B - 一种热轧模板拉片用钢及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热轧模板拉片用钢及其制造方法，所述热轧模板拉片用钢化学成分重量百分比为：C：0.22～0.75％，Si：0.17～1.60％，Mn：0.20～1.50％，C+Si/3+Mn/6＝0.50～0.85％，P≤0.035％，S≤0.035％，Cr≤0.55％，Ni≤0.55％，Cu≤0.20％，其余为铁和不可避免的夹杂。本发明提供的热轧模板拉片用钢产品组织为贝氏体+珠光体或者珠光体+铁素体，屈服强度821～902MPa，抗拉强度990～1153MPa，延伸率5～7％，180度冷弯开裂，另外总生产周期缩短为五天，降低工序成本1000元/吨以上。

Description

一种热轧模板拉片用钢及其制造方法

技术领域

本发明属于钢铁制造技术领域，具体涉及一种热轧模板拉片用钢及其制造方法。

背景技术

自20世纪80年代起，随着高层建筑在国内的兴起，我国的建筑结构从砖混结构转向了抗震和防火性能好、用钢量少、造价低廉的现浇混凝土结构，与其配套的模板技术也得到了高速发展。其中铝合金模板以其重量轻、施工方便、周转率高、环境资源友好、混凝土表面质量好等优点得到了快速发展。模板拉片作为铝合金模板***的重要组成部分，起到固定模板的作用，要求具有足够的强度防止模板移位和胀模，安装和拆除方便提高施工效率，价格低廉降低施工成本。但是目前模板拉片用钢缺少规范，企业采购原料具有较大随机性，造成性能波动较大，施工现场易发生断裂，造成模板移位和胀模，甚至引起模板坍塌的重大安全质量事故。因此开发抗拉强度大于950MPa、制造成本接近普碳钢如Q345热轧板的高性能、低成本新型模板拉片用钢迫在眉睫。

201410152167.X公开了一种建筑模板拉片用钢及其生产工艺，其化学成分质量百分比：C＝0.20～0.30％,Si＝0.6～1.0％，Mn＝1.2～1.6％，P≤0.035％、S≤0.035％，钢中残余元素Cr≤0.25％，Ni≤0.30％，Cu≤0.15％，其余为铁和不可避免的夹杂，生产工艺包含：(1)冶炼终点质量百分比：C＞0.08％，S＜0.030％，P≤0.020％；(2)铸坯加热温度为1200～1300℃，开轧温度1120～1180℃，粗轧七道次，总压下率为78～82％，终轧温度为870～970℃，卷取温度为670～720℃；(3)冷轧总压下率为48～52％，冷轧后分条、冲压成型。该方案采用低碳高合金的思路设计模板拉片用钢，钢种[Si]+[Mn]介于1.8-2.6％之间，合金成本高，为保证强度需要进行高压下率的冷轧，冷轧压下率介于48～52％，整个生产流程长，制造成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种热轧模板拉片用钢及其制造方法，实现高性能低成本模板拉片的制造。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

提供一种热轧模板拉片用钢，其化学成分重量百分比为：C：0.22～0.75％，Si：0.17～1.60％，Mn：0.20～1.50％，C+Si/3+Mn/6＝0.50～0.85％，P≤0.035％，S≤0.035％，Cr≤0.55％，Ni≤0.55％，Cu≤0.20％，其余为铁和不可避免的夹杂。

优选的是，所述热轧模板拉片用钢化学成分重量百分比为：C：0.40～0.70％，Si：0.17～0.61％，Mn：0.30～0.75％，C+Si/3+Mn/6＝0.50～0.85％，P≤0.035％，S≤0.035％，Cr≤0.55％，Ni≤0.55％，Cu≤0.20％，其余为铁和不可避免的夹杂。

进一步优选的是，所述热轧模板拉片用钢化学成分重量百分比为：C：0.50～0.65％，Si：0.17～0.37％，Mn：0.36～0.61％，C+Si/3+Mn/6＝0.50～0.85％，P≤0.035％，S≤0.035％，Cr≤0.55％，Ni≤0.55％，Cu≤0.20％，其余为铁和不可避免的夹杂。

本发明中各元素的作用：

C：碳在钢中主要起提高钢材的强度的作用，热轧时碳主要形成珠光体组织，经冷轧后珠光体发生形变强化，部分碳化物发生分解，碳渗入铁素体中通过固溶强化铁素体。碳含量过低，强度不符合要求，且进入包晶区，易产生连铸坯裂纹。同时碳元素的增加使钢的可塑性和韧性降低，有利于拉片的拆除工作。本发明要求屈服强度800-900MPa，碳含量优选范围控制在0.40～0.70％，再进一步限定范围为0.50-0.65％。

Si：硅在钢中通过固溶强化和细化珠光体片间距来提高钢材强度，同时降低可塑性和韧性，提高冷加工硬化率。硅是主要的脱氧剂，钢中一般含量在0.1％以上，因此Si含量优选范围控制在0.17～0.61％，再进一步限定范围为0.17-0.37％。

Mn：锰在钢中起提高钢材的强度，与钢中的S结合形成MnS，消除S元素影响的作用。Mn是良好的脱氧剂，一般含量0.20-1.50％，但是Mn含量过高容易在连铸过程中造成板坯中心偏析，降低材料的冲压性能，因此Mn含量优选范围在0.30～0.75％，再进一步限定范围为0.36-0.61％。

C、Si、Mn三个元素均可以提高强度，增加冷加工硬化，但是效率不同，三者相互配合时效果明显，因此要求按照公式C+Si/3+Mn/6在0.50～0.85％之间控制。

本发明还提供上述热轧模板拉片用钢的制造方法，主要工艺步骤包括炼钢，连铸，加热，热轧，冷却，成形，各阶段工艺要求为：

1)冶炼：炼钢成分满足成分设计，经连铸成铸坯，其中：连铸浇钢温度1499～1542℃，连铸坯厚度为50～150mm；

2)连铸坯完全奥氏体转变前进入加热炉，加热温度为1100～1280℃，铸坯在炉时间为20～150min；

3)完全再结晶区进行0～4道次粗轧，每道次压下率45～55％，精轧末道次轧制厚度2.0mm，压下率小于10％，终轧温度820～915℃；

4)进行层流冷却、卷取和缓冷，层流冷却终止温度500～710℃，冷却速率≥30℃/s，卷取温度为500～650℃；

5)冲压成形。

本发明的有益效果在于：1、本发明提供的热轧模板拉片用钢产品组织为贝氏体+珠光体或者珠光体+铁素体，屈服强度821～902MPa，抗拉强度990～1153MPa，延伸率5～7％，180度冷弯开裂(冷弯开裂有利于模板的拆除，属于有利的性能，和一般常规产品的要求正好相反)，产品批次间性能波动小，有利于产品的加工制造工序，同时减少使用过程中的损坏和失效，杜绝使用事故。2、本发明制造方法通过短流程轧钢、层流冷却控制性能实现从铁水到钢板原料的制造总时间由原来的三至五天缩短至3小时，总生产周期由现有的十天缩短为五天，制造周期缩短一半；同时通过去除冷轧工序，减少了酸洗、多道次的球化退火、冷轧等工艺流程，降低工序成本1000元/吨以上。

附图说明

图1为本发明实施例3所制备的热轧模板拉片用钢产品的SEM照片；

图2为实施例5所制备的热轧模板拉片用钢产品的OM图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

本发明实施例热轧模板拉片用钢化学成分重量百分比为：C：0.22～0.75％，Si：0.17～1.60％，Mn：0.20～1.50％，C+Si/3+Mn/6＝0.50～0.85％，P≤0.035％，S≤0.035％，Cr≤0.55％，Ni≤0.55％，Cu≤0.20％，其余为铁和不可避免的夹杂。

其制造方法包括如下工艺步骤：

1)冶炼：炼钢成分满足成分设计，经连铸成铸坯，其中：连铸浇钢温度1499～1542℃，连铸坯厚度为50～150mm；

2)连铸坯完全奥氏体转变前进入加热炉，加热温度为1100～1280℃，铸坯在炉时间为20～150min；

3)完全再结晶区进行0-4道次粗轧，每道次压下率45～55％，精轧末道次轧制厚度2.0mm，压下率小于10％，终轧温度820-915℃；

4)进行层流冷却、卷取和缓冷，层流冷却终止温度500～710℃，冷却速率≥30℃/s，卷取温度为500～650℃；

5)冲压成形。

以两种低碳钢和一种中碳钢作为对比例1-3。

实施例1-6及对比例1-3热轧模板拉片用钢化学成分列表见表1(重量百分比)，制造工艺条件见表2，所制备的钢产品性能见表3。

表1实施例1-6及对比例1-3所制备的钢产品主要成分列表

钢产品	C(％)	Si(％)	Mn(％)	P(％)	S(％)	C+Si/3+Mn/6(％)
							实施例1	0.22	1.0	1.0	0.018	0.008	0.72
实施例2	0.3	1.0	0.9	0.018	0.008	0.78
							实施例3	0.4	0.61	0.75	0.018	0.008	0.73
实施例4	0.5	0.37	0.61	0.018	0.008	0.73
							实施例5	0.65	0.37	0.36	0.018	0.008	0.83
实施例6	0.7	0.17	0.30	0.018	0.008	0.81
							对比例1	0.06	0.18	0.45	0.018	0.008	0.20
对比例2	0.05	0.36	0.54	0.018	0.008	0.26
							对比例3	0.4	0.17	0.20	0.018	0.008	0.49

表2实施例1-6及对比例1-3制造工艺条件

表3实施例1-6及对比例1-3所制备的钢产品性能

如图1所示为实施例3所制备的钢产品的SEM照片，可见其组织为贝氏体+珠光体，实现了抗拉强度大于950MPa的性能要求；如图2所示为实施例5所制备的钢产品的OM图，可见其金相组织为珠光体+少量铁素体，同样实现了抗拉强度大于950MPa的性能要求；同时这些钢产品均能保证在冷弯时顺利断开，保证的施工后拆除模板的顺利进行。而对比例1和2所制备的钢产品均无法满足性能要求，同时无法保证冷弯断裂；而对比例3虽然满足了冷弯断裂的要求，但是性能稍低，无法满足强度要求。

由以上结果可知，本实施例所提供的钢产品均能满足性能和使用要求，同时与现有技术相比，本实施例在制造工序流程上通过去除冷轧工序，减少了酸洗、退火、冷轧等工艺，实现了制造周期降低一半、制造成本降低1000元/吨。

Claims (4)

1.一种热轧模板拉片用钢，其特征在于，其化学成分重量百分比为：C：0.22~0.75%，Si：0.17~1.60%，Mn：0.20~1.50%，C+Si/3+Mn/6=0.50~0.85%，P≤0.035%，S≤0.035%，Cr≤0.55%，Ni≤0.55%，Cu≤0.20%，其余为铁和不可避免的夹杂；

其制造方法主要工艺步骤包括炼钢，连铸，加热，热轧，冷却，成形，各阶段工艺要求为：

1）冶炼：炼钢成分满足成分设计，经连铸成铸坯，其中：连铸浇钢温度1499~1542℃，连铸坯厚度为50~150mm；

2）连铸坯完全奥氏体转变前进入加热炉，加热温度为1100~1280℃，铸坯在炉时间为20~150min；

3）完全再结晶区进行0~4道次粗轧，每道次压下率45~55%，精轧末道次轧制厚度2.0mm，压下率小于10%，终轧温度820~915℃；

4）进行层流冷却、卷取和缓冷，层流冷却终止温度500~710℃，冷却速率≥30℃/s，卷取温度为500~650℃；

5）冲压成形。

2.根据权利要求1所述的热轧模板拉片用钢，其特征在于，其化学成分重量百分比为：C：0.40~0.70%，Si：0.17~0.61%，Mn：0.30~0.75%，C+Si/3+Mn/6=0.50~0.85%，P≤0.035%，S≤0.035%，Cr≤0.55%，Ni≤0.55%，Cu≤0.20%，其余为铁和不可避免的夹杂。

3.根据权利要求2所述的热轧模板拉片用钢，其特征在于，其化学成分重量百分比为：C：0.50~0.65%，Si：0.17~0.37%，Mn：0.36~0.61%，C+Si/3+Mn/6=0.50~0.85%，P≤0.035%，S≤0.035%，Cr≤0.55%，Ni≤0.55%，Cu≤0.20%，其余为铁和不可避免的夹杂。

4.一种权利要求1-3任一所述的热轧模板拉片用钢的制造方法，其特征在于，其主要工艺步骤包括炼钢，连铸，加热，热轧，冷却，成形，各阶段工艺要求为：

1）冶炼：炼钢成分满足成分设计，经连铸成铸坯，其中：连铸浇钢温度1499~1542℃，连铸坯厚度为50~150mm；

2）连铸坯完全奥氏体转变前进入加热炉，加热温度为1100~1280℃，铸坯在炉时间为20~150min；

3）完全再结晶区进行0~4道次粗轧，每道次压下率45~55%，精轧末道次轧制厚度2.0mm，压下率小于10%，终轧温度820~915℃；

4）进行层流冷却、卷取和缓冷，层流冷却终止温度500~710℃，冷却速率≥30℃/s，卷取温度为500~650℃；

5）冲压成形。

Images