CN114351055A - 一种280MPa级冷轧焊管钢及其生产方法 - Google Patents

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汪建威
唐东东
胡笛
汤亨强
吴浩
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Abstract

本发明公开了一种280MPa级冷轧焊管钢及其生产方法,所述冷轧焊管钢包括以下重量百分比的化学成分:C 0.070~0.120%、Si≤0.030%、Mn 0.60%~1.0%、P≤0.015%、S≤0.012%、Al 0.060~0.10%、B 0.0010~0.0020%、N≤0.0040%,其余为Fe和不可避免的杂质元素;通过合理的化学成分设计,生产出屈服强度为280~350MPa、抗拉强度350~450MPa、断后延伸率A50≥30%,内部组织为铁素体+珠光体+渗碳体的280MPa级冷轧焊管钢。

Description

一种280MPa级冷轧焊管钢及其生产方法
技术领域
本发明属于焊管钢技术领域,具体涉及一种280MPa级冷轧焊管钢及其生产方法。
背景技术
焊管是一种通过冷拔处理后的一种高精密的钢管材,冷轧钢板生产的精密焊管主要用途汽车制动***、民用电箱压缩机汽化器、冷凝器等许多部件,工作时反复承受拉伸、压缩、剪切、冲击等多种交变应力,内孔还收到高压油的冲刷、腐蚀和磨损,因此焊管对原料的材质、性能和加工精度有严格要求。冷轧钢卷加工成焊管需要经过分条、卷管、钎焊等工序,冷轧焊管钢对钢板表面质量、尺寸公差、强度、抗时效以及成形性能均有较高的要求。
目前现有技术中还没有涉及屈服强度280MPa级焊管钢的生产方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种280MPa级冷轧焊管钢及其生产方法,通过合理的化学成分设计,生产出屈服强度为280~350MPa、抗拉强度350~450MPa、断后延伸率A50≥30%,内部组织为铁素体+珠光体+渗碳体的280MPa级冷轧焊管钢,成品钢板放置三个月后延伸率≥25%。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案如下:
一种280MPa级冷轧焊管钢,包括以下重量百分比的化学成分:C 0.070~0.120%、Si≤0.030%、Mn 0.60%~1.0%、P≤0.015%、S≤0.012%、Al 0.060~0.10%、B 0.0010~0.0020%、N≤0.0040%,其余为Fe和不可避免的杂质元素。
所述的280MPa级冷轧焊管钢优选为包括以下重量百分比的化学成分:C 0.075~0.10%、Si 0.001~0.020%、Mn 0.64%~0.85%、P≤0.012%、S≤0.010%、Al 0.065~0.085%、B 0.0015~0.0020%、N≤0.0040%,其余为Fe和不可避免的杂质元素。
所述280MPa级冷轧焊管钢的金相组织为铁素体+珠光体+渗碳体,晶粒等级≥10级。
所述280MPa级冷轧焊管钢的厚度为0.3~0.5mm。
所述280MPa级冷轧焊管钢的屈服强度为280~350MPa、抗拉强度350~450MPa、断后延伸率A50≥30%,成品钢板放置三个月后延伸率≥25%。
所述的280MPa级冷轧焊管钢的生产方法,包括以下步骤:铁水预处理—转炉冶炼—合金微调站—热轧—卷取—冷轧—罩氏退火—平整。
所述铁水预处理工艺中,除去铁水中的除杂质元素,提高铁水的纯净度,包括铁水脱硅、脱硫、脱磷。
所述转炉冶炼工艺中,吹入氧气并且高温的铁水发生氧化反应,除去杂质。
所述合金微调站工艺中,对钢包进行底吹氩,加速钢水介质运动,促使钢水成分和温度均匀分布,并通过化学反应来减少钢水的杂质,清洁钢液。
所述热轧工艺中,轧制前钢板加热温度在1150℃~1250℃之间,如果轧制时铸坯温度过低,热轧卷内部组织会出现混晶;如果铸坯温度过高,钢卷表面内部组织异常粗大且表面氧化铁皮缺陷严重;终轧温度控制在850℃~950℃,终轧温度需高于Ar3,避免钢卷出现混晶组织,热轧后进行层流冷却。
所述卷取工艺中,卷取温度为650℃~710℃,卷取温度可控制热轧带钢晶粒尺寸、析出物的量和形态,较高的卷取温度可以让基体中的C、N固溶原子充分析出,提高钢板的抗时效性能。
所述冷轧工艺中,冷轧压下率≥75%,压下率越大,退火后晶粒度越小且Δr值下降,利于钢板的成形性能。
所述罩氏退火工艺中,罩式退火加热温度控制在560℃~700℃,加热保温时间控制在10h~30h,优选为20~30h;退火结束后随炉缓冷;该罩式退火温度低于Ac1,采用长时间保温加热且随炉冷缓慢冷却方式,使自由的固溶碳充分析出,提高钢板的抗时效性能。
所述平整工艺中,平整延伸率控制在0.4~1.2%。
本发明提供的280MPa级冷轧焊管钢的成分中,各化学元素的作用及控制如下:
C:C含量增加,强度增加,但钢的塑性和成形性降低,因此从综合性能考虑,本发明中C百分含量控制范围为0.070%~0.120%。
Si:Si含量过高,钢板表面氧化铁皮不易去除,Si百分含量控制范围为≤0.030%。
Mn:Mn改善钢材的冷脆倾向,Mn含量过高使钢材变脆***。本发明中Mn百分含量控制范围为0.60~1.0%。
P:P增加钢的冷脆性,降低塑性。本发明中P百分含量控制在0.015%以下。
S:S含量较高时容易形成大尺寸的硫化锰,显著降低钢板的塑性和韧性。本发明中S百分含量控制在0.012%以下。
Al:Al作为主要脱氧剂,能够抑制其他氧化物的生成,同时Al可以与钢中的N结合,形成氮化铝,提高钢板抗时效性能,但Al含量高,产生大量的塑形差,大量的氧化铝夹杂会损害钢板的加工性。本发明中Al百分含量控制范围为0.060~0.10%。
B:B元素与N元素形成BN,减少固溶N元素,有助于改善钢板的抗时效性能,提高焊管的使用寿命。本发明中B百分含量控制范围为0.0010~0.0020%。
N:证N是固溶元素,降低钢板的抗时效性,本发明中N≤0.0040%。
本专利通过化学成分设计,热轧生产工艺设计和罩式退火得到屈服强度280MPa级焊管钢,抗拉强度350~450MPa、断后延伸率A50≥30%。钢板内部组织主要为铁素体+珠光体+渗碳体,罩氏退火的过程中渗碳体析出细化晶粒尺寸,晶粒细小,渗碳体形核质点增加,进一步促进钢中渗碳体析出,使铁素体中自由的固溶碳含量降低,成品钢板放置三个月后延伸率≥25%。
附图说明
图1为实施例1中的焊管钢的金相组织图,金相组织为铁素体+渗碳体+珠光体。
具体实施方式
一种280MPa级冷轧焊管钢,包括以下重量百分比的化学成分:C 0.070~0.120%、Si≤0.030%、Mn 0.60%~1.0%、P≤0.015%、S≤0.012%、Al 0.060~0.10%、B 0.0010~0.0020%、N≤0.0040%,其余为Fe和不可避免的杂质元素。
所述的280MPa级冷轧焊管钢的生产方法,包括以下步骤:铁水预处理—转炉冶炼—合金微调站—热轧—卷取—冷轧—罩氏退火—平整;
所述热轧工艺中,轧制前钢板加热温度在1150℃~1250℃之间,终轧温度控制在850℃~950℃;
所述卷取工艺中,卷取温度为650℃~710℃;
所述冷轧工艺中,冷轧压下率≥75%;
所述罩氏退火工艺中,罩式退火加热最低温度≥620℃,加热保温时间控制在20h~30h,退火结束后随炉缓冷;
所述平整工艺中,平整延伸率控制在0.4~1.2%;
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
各实施例和对比例中的冷轧焊管钢的化学成分及质量百分比见表1,其余为Fe和不可避免的杂质元素。
表1实施例化学成分,wt%
编号 C Si Mn P S Al N B
实施例1 0.083 0.014 0.74 0.009 0.0061 0.066 0.0036 0.0017
实施例2 0.075 0.008 0.64 0.010 0.0064 0.074 0.0025 0.0018
实施例3 0.089 0.0014 0.85 0.012 0.0081 0.085 0.0019 0.0015
对比例1 0.032 0.014 0.47 0.009 0.0061 0.046 0.0036 0.0017
对比例2 0.026 0.034 0.55 0.009 0.0061 0.035 0.0025 0.0015
对比例3 0.089 0.0016 0.79 0.010 0.0082 0.062 0.0019 -
各实施例和对比例中的冷轧焊管钢的主要工艺参数见表2。
表2生产工艺参数
Figure BDA0003467287840000051
各实施例和对比例中的冷轧焊管钢的力学性能见表3:实施例全部满足要求;对比例1和对比例2强度不满足要求;对比例3力学性能满足要求,但精密焊管制造成型三个月后延伸不满足要求。
表3产品力学性能
Figure BDA0003467287840000061
通过上述实例可以看出,本发明方法所生产的钢带显微组织为铁素体+渗碳体+珠光体,生产的钢板的屈服强度为280~350MPa、抗拉强度350~450MPa、断后延伸率A50≥30%。
上述参照实施例对一种280MPa级冷轧焊管钢及其生产方法进行的详细描述,是说明性的而不是限定性的,可按照所限定范围列举出若干个实施例,因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改,应属本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种280MPa级冷轧焊管钢,其特征在于,包括以下重量百分比的化学成分:C 0.070~0.120%、Si≤0.030%、Mn 0.60%~1.0%、P≤0.015%、S≤0.012%、Al0.060~0.10%、B 0.0010~0.0020%、N≤0.0040%,其余为Fe和不可避免的杂质元素。
2.根据权利要求1所述的280MPa级冷轧焊管钢,其特征在于,包括以下重量百分比的化学成分:C 0.075~0.10%、Si 0.001~0.020%、Mn 0.64%~0.85%、P≤0.012%、S≤0.010%、Al 0.065~0.085%、B 0.0015~0.0020%、N≤0.0040%,其余为Fe和不可避免的杂质元素。
3.根据权利要求1或2所述的280MPa级冷轧焊管钢,其特征在于,所述280MPa级冷轧焊管钢的金相组织为铁素体+珠光体+渗碳体。
4.根据权利要求1或2所述的280MPa级冷轧焊管钢,其特征在于,所述280MPa级冷轧焊管钢的屈服强度为280~350MPa、抗拉强度350~450MPa、断后延伸率A50≥30%,成品钢板放置三个月后延伸率≥25%。
5.如权利要求1-4任意一项所述的280MPa级冷轧焊管钢的生产方法,其特征在于,所述生产方法包括以下步骤:铁水预处理—转炉冶炼—合金微调站—热轧—卷取—冷轧—罩氏退火—平整。
6.根据权利要求5所述的生产方法,其特征在于,所述热轧工艺中,轧制前钢板加热温度在1150℃~1250℃之间,终轧温度控制在850℃~950℃,热轧后进行层流冷却。
7.根据权利要求5所述的生产方法,其特征在于,所述卷取工艺中,卷取温度为650℃~710℃。
8.根据权利要求5所述的生产方法,其特征在于,所述冷轧工艺中,冷轧压下率≥75%。
9.根据权利要求5所述的生产方法,其特征在于,所述罩氏退火工艺中,罩式退火加热温度控制在560℃~700℃,加热保温时间控制在10h~30h,退火结束后随炉缓冷。
10.根据权利要求5所述的生产方法,其特征在于,所述平整工艺中,平整延伸率控制在0.4~1.2%。
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