CN110527808B - 热轧高强度带钢的低温残余应力调控方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热轧高强度带钢的低温残余应力调控方法，将热轧高强度带钢在室温下采用轧制方式进行预压缩处理，利用轧制过程中晶粒间的不协调变形，促进位错在晶界处塞积，提升晶界处空位及碳原子复合体的浓度，为晶粒内微区碳浓度的改变提供驱动力；将经过轧制变形处理的高强度带钢送入加热炉中，在100℃‑450℃温度下进行回火处理，使位错、空位及碳原子复合体由晶界向晶粒内扩散，改变晶粒内微区碳浓度，促进碳化物的低温析出，实现残余应力低温调控；将热处理后的高强度带钢冷却至室温后卷取。该方法降低了回火温度，实现了低温残余应力调控，处理后高强钢内的残余应力可降低70％以上。

Description

热轧高强度带钢的低温残余应力调控方法
技术领域
本发明属于热轧领域，具体涉及一种热轧高强度带钢的低温残余应力调控方法。
背景技术
带钢在汽车、起重机吊臂等行业得到广泛应用，为减轻自重、提高结构安全性，工程机械行业普遍选用屈服强度Re≥600MPa的高强度带钢，Re≥980MPa高强度带钢的应用也在逐步增加。为降低材料成本，提升焊接性能，采用低合金成分设计，通过TMCP(ThermoMechanical Control Process)及快速冷却工艺细化晶粒、控制析出相，提高材料的强韧性已成为新一代高强度带钢发展的主要途径。但是，快速冷却工艺在提高材料强韧性的同时，也在高强度带钢中引入高的残余应力，使高强度带钢残余应力问题的日益凸显，剪切、折弯、焊接过程中的材料变形、尺寸改变甚至材料开裂等问题不断困扰着高强度带钢的生产以及应用企业，为降低高强度带钢的残余应力水平，人们试图通过制备过程的平直度控制减小材料使用过程中的形状及尺寸改变，但收效甚微，部分高强度带钢的一次成型合格率低于60％。
回火是目前钢铁行业普遍认可的降低高强钢残余应力水平的生产工艺，占据国内高端高强钢市场的瑞典SSAB、日本新日铁、宝钢等企业全部采用回火工艺对高强钢的残余应力加以调控，回火处理是将热轧后的高强钢板加热到临界温度Ac1(钢加热时，开始形成奥氏体的温度)以下的某一温度进行保温，以降低热轧高强钢的残余应力水平，回火处理后的残余应力问题基本得到控制。但是，由于回火处理的温度一般为650℃-680℃，但是，试验数据显示，650℃回火30min后，高强钢中的残余应力仅降低64.3％，而且还会导致材料关键性能的降低，不仅如此，高温回火还不可避免地增加了高强钢的生产成本，据统计用于降低高强钢残余应力水平的回火成本高达300元/吨钢。在这种背景下，行业迫切要求开发出低温残余应力调控方法，降低残余应力的调控成本，提高高强钢的关键性能指标。
发明内容
本发明的目的是提供一种热轧高强度带钢的低温残余应力调控方法，该方法将预变形与低温回火相结合，降低了回火温度，实现了低温残余应力调控，处理后高强钢内的残余应力可降低70％以上。
本发明所采用的技术方案是：
一种热轧高强度带钢的低温残余应力调控方法，包括步骤：
S1、将热轧高强度带钢在室温下采用轧制方式进行预压缩处理，利用轧制过程中晶粒间的不协调变形，促进位错在晶界处塞积，提升晶界处空位及碳原子复合体的浓度，为晶粒内微区碳浓度的改变提供驱动力；
S2、将经过轧制变形处理的高强度带钢送入加热炉中，在100℃-450℃温度下进行回火处理，使位错、空位及碳原子复合体由晶界向晶粒内扩散，改变晶粒内微区碳浓度，促进碳化物的低温析出，实现残余应力低温调控；
S3、将热处理后的高强度带钢冷却至室温后卷取。
在步骤S1中，高强度带钢越厚，轧制变形的压缩比越大。
在步骤S1中，室温下采用轧制方式进行预压缩处理的压缩比在1％-15％之间。
在步骤S2中，回火温度与高强度带钢的厚度相关，厚的高强度带钢的回火温度在450℃以下，薄的高强度带钢的回火温度在300℃以下。
发明的有益效果是：
该方法将预变形与低温回火相结合，通过预变形改变位错及碳化物在组织中的分布，促进在回火时碳化物的低温析出，进而实现残余应力的低温调控，降低了回火温度，实现了低温残余应力调控，处理后高强钢内的残余应力及弹性应变能均较处理前降低70％以上。
附图说明
图1是本发明实施例的示意图。
图2是步骤S1处理后晶界处的位错及碳化物，其中(e)和(g)为经过预变形处理后位错在晶界处塞积。
图3是步骤S2回火过程中碳化物的分布，其中(b)显示经过预变形处理后，在回火过程中，晶界处的位错向晶粒内移动；(c)显示晶界处的碳化物随位错及空位一起向晶粒内移动；(e)显示低温回火过程中出现晶界迁移。
图4是采用本方法后16mm高强钢残余应力调控效果。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
一种热轧高强度带钢的低温残余应力调控方法，包括步骤：
S1、如图1所示，将热轧高强度带钢在室温下采用轧制方式进行1％-15％的压缩处理，高强度带钢越厚轧制变形的压缩比越大，利用轧制过程中晶粒间的不协调变形，如图2所示，促进位错在晶界处塞积，提升晶界处空位及碳原子复合体的浓度，为晶粒内微区碳浓度的改变提供驱动力；
S2、将经过轧制变形处理的高强度带钢送入加热炉中，在100℃-450℃温度下进行回火处理，厚的高强度带钢的回火温度在450℃以下，薄的高强度带钢的回火温度在300℃以下，实现残余应力的低温调控，如图3所示，经过预变形处理后，在低温回火过程中，位错、空位及碳原子复合体由晶界向晶粒内扩散，图3(c)，促进聚集在晶界处的非平衡碳化物向晶粒内扩散，形成晶界迁移，图3(b)、图3(e)，以改变晶粒内微区碳浓度，实现碳化物的低温析出；
S3、将热处理后的高强度带钢冷却至室温后卷取。
该方法通过预变形与回火相结合的方式，通过预变形改变位错及碳化物在组织中的分布，促进在回火时碳化物的低温析出，进而实现残余应力的低温调控，降低了回火温度，实现了低温残余应力调控，如图4所示，处理后高强钢内的残余应力及弹性应变能均较处理前降低70％以上。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种热轧高强度带钢的低温残余应力调控方法，其特征在于：包括步骤，
S1、将热轧高强度带钢在室温下采用轧制方式进行预压缩处理，利用轧制过程中晶粒间的不协调变形，促进位错在晶界处塞积，提升晶界处空位及碳原子复合体的浓度，为晶粒内微区碳浓度的改变提供驱动力；
S2、将经过轧制变形处理的高强度带钢送入加热炉中，在100℃-450℃温度下进行回火处理，使位错、空位及碳原子复合体由晶界向晶粒内扩散，改变晶粒内微区碳浓度，促进碳化物的低温析出，实现残余应力低温调控；
S3、将热处理后的高强度带钢冷却至室温后卷取；
在步骤S1中，室温下采用轧制方式进行预压缩处理的压缩比在1%-15%之间。
2.如权利要求1所述的热轧高强度带钢的低温残余应力调控方法，其特征在于：在步骤S1中，高强度带钢越厚，轧制变形的压缩比越大。
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