CN1537966A - 一种低碳520MPa级复合强化超细晶粒带钢 - Google Patents
一种低碳520MPa级复合强化超细晶粒带钢 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1537966A CN1537966A CNA2003101048620A CN200310104862A CN1537966A CN 1537966 A CN1537966 A CN 1537966A CN A2003101048620 A CNA2003101048620 A CN A2003101048620A CN 200310104862 A CN200310104862 A CN 200310104862A CN 1537966 A CN1537966 A CN 1537966A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rolling
- steel
- temperature
- low
- carbon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Metal Rolling (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
本发明涉及一种低碳520MPa级复合强化超细晶粒带钢,其化学成分重量配比为C:0.12~0.15%,Si:0.15~0.40%,Mn:1.10~1.30%,Nb:0.007~0.015%,P<0.01%,S<0.01%,其余为平衡量的Fe;其带钢的金相组织为晶粒尺寸2~4μm的铁素体基体,其它为10~20%的贝氏体和<5%的珠光体的复相组织;本发明超细晶粒带钢是以上述化学成分为原料,经过冶炼,连铸成坯料,加热后进行控轧控冷,精轧终轧温度为790~820℃,在精轧机间进行水冷;轧后冷却速度为20~30℃/s,卷取温度430~470℃,所获带钢的屈服强度为520~570MPa,抗拉强度为620~690MPa;本发明产品可以替代同强度级别的低合金高强度钢,开辟了节省合金元素、降低钢材成本,大幅度提高性能,促进钢材品种更新换代新途径。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种低碳高强度钢的制备方法,特别是涉及一种低碳520MPa级复合强化超细晶粒带钢。
背景技术
目前,钢铁材料仍然是结构材料的主体。但是,随着社会和经济的发展,钢铁工业所面临的节省资源、节约能源、保护环境的压力越来越大。所以,对传统的钢铁材料采用特殊的加工工艺,大幅度提高其性能,延长使用寿命,有效地提高资源的利用率和回收率,已经成为钢铁材料研究领域的热点。
日本、韩国相继于1997年和1998年启动了面向21世纪的结构材料研究计划,其目标是在成分基本不变的前提下,将现有钢材的实用强度和结构寿命提高一倍。所采取的技术路线是低温大变形、多轴压下等极限手段,追求TMCP晶粒细化的极限目标小于1μm。这种加工制造难度极大,而且材料的延伸率下降明显,屈强比过高,在实际应用中受到很大限制。
中国从1998年启动了国家重点基础研究发展计划项目,其目标之一是对现有200MPa级别的普通钢,在成分基本不变的条件下,通过特殊的加工工艺,使屈服强度提高一倍,并且有良好的塑性和韧性。本专利申请人东北大学所属的轧制技术及连轧自动化实验室的研究者们,经过几年的艰苦研制,已初步使普通SS400钢的屈服强度达到400MPa,并在“钢铁”杂志,2001年,第36卷第5期39页中发表了题为“超级super-SS400钢的工业轧制试验”论文。文章中公开了实验经过实验室模拟试验和两次工业实验。其结论是当终轧温度为800℃,卷取温度低于450℃时,super-SS400钢的显微组织为铁素体与珠光体和少量贝氏体,屈服强度超过了400MPa,抗拉强度超过540MPa,延伸率超过27%,宽冷弯合格。但是,从第一次工业实验super-SS400钢的力学性能看,尽管大部分屈服强度达到400MPa以上,但抗拉强度相对较低,这样屈强比较大。从第二次实验力学性能看钢的屈服强度大部分低于400MPa,只有一次当卷取温度低于450℃时,屈服强度达到400MPa。无论从上述钢的力学性能还是从钢的金相组织都可说明,实验得到的super-SS400钢的抗拉强度仍然偏低,屈强比较大,使应用中成型性较差;另外从两次试验力学性能数据的差距较大,说明该项技术方案使现有屈服强度为200MPa级的碳锰钢提高到400MPa级结构钢的工艺条件仍然有待进一步的研究,加以解决。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述已知技术不足之处,在super-SS400结构钢的基本成分基础上通过化学成分的重新设计,控轧控冷工艺的进一步完善,达到真正使目前的屈服强度为200MPa级的碳锰结构钢的屈服强度提高一倍以上,达到520~570MPa,抗拉强度在620~690MPa,延伸率在23~30%,同时具有良好使用性能的结构带钢,其金相组织晶粒尺寸为2~4μm的铁素体,10~20%的贝氏体以及<5%的珠光体的复相组织。
本发明低碳520MPa级复合强化超细晶粒带钢,是由C、Si、Mn、Nb、P、S和Fe化学成分组成,要点在于化学成分重量配比为C:0.12~0.15%,Si:0.15~0.40%,Mn:1.10~1.30%,Nb:0.007~0.015%,P<0.01%,S<0.01%,其余为平衡量的Fe;其带钢的金相组织为2~4μm的铁素体基体,其余为10~20%的贝氏体和<5%的珠光体的复相组织。
上述本发明的化学成分的设计,尤其是C含量控制在0.12~0.15%是为了保证强度的同时,避免C含量提高对塑性、韧性以及焊接性的损害。Mn含量控制在1.10~1.30%是为了适当扩大奥氏体未在结晶的范围,降低应变诱导的相发生温度Ad3,减小获得部分贝氏体的冷却速度,以充分利用奥氏体未再结晶控制轧制和轧后控制冷却。添加0.007~0.015%的Nb是为了细化晶粒和增加沉淀强化效果。
实现本发明低碳520MPa级复合强化超细晶粒带钢,是通过一种新的控轧控冷工艺方法制备而成,其具体工艺方法是:
1)轧制工艺:坯料加热温度为1190~1210℃;在奥氏体再结晶区、未再结晶区及形变诱导相变区控制轧制,粗轧开轧温度为1140~1160℃,粗轧终轧温度为1040~1050℃,中间坯厚度为32~45mm,精轧开轧温度为1000~980℃,精轧终轧温度为790~820℃,在精轧机架间进行水冷。
2)轧后冷却工艺:冷却速度为20~30℃/s,卷取温度为430~470℃。
本发明低碳520MPa级复合强化超细晶粒带钢是一种新的组织状态,它不同于一般低碳结构钢和超细晶钢的铁素体珠光组织,而是以超细2~4μm的铁素体为基体,其它为10~20%的贝氏体和<5%的珠光体的复相组织。
本发明超细晶粒带钢与已知技术相比,具有如下的优点和效果:
由于本发明超细带钢的化学成分设计合适的配比,以及采用的控轧控冷工艺的依据是:通过高温区的奥氏体再结晶控制轧制,充分细化奥氏体晶粒;通过精轧阶段的道次间水冷,降低轧件温度,增加奥氏体未再结晶区的变形,精轧终轧温度控制在790~820℃,使轧制过程中产生少量形变诱导铁素体;通过轧后快速冷却及较低温度的卷取,得到超细化的铁素体基体上分布适量贝氏体的得相组织。超细化的铁素体基体材料具有较高的屈服强度,良好的塑性,同时材料的韧性,特别是材料的低温韧性得到很大改善。组织中引入适量的贝氏体,可以有效的提高抗拉强度,改善加工硬化能力,降低屈强比,使材料在提高强度的同时,还具有良好的成型性。
基于上述本发明结构带钢的化学成分合理选配及工艺条件的完善,使本发明超细晶粒带钢的综合性能均达到了予求的标准:σs520~570MPa,σb620~690MPa,δ523~30%,Tc-90℃,宽冷弯B=35mm,d=a,完好。
由于本发明真正使现有200MPa级别的碳素钢屈服强度提高一倍以上,可以代替同强度级别的低合金高强度钢,开辟了节省合金元素、降低钢材成本,大幅度提高性能,促进钢材品种更新换代的新途径。
附图说明
图1是本发明低碳520MPa级复合强化超细晶粒带钢的金相组织图片。
具体实施方式
根据本发明超细晶带钢设定的化学成分范围,选取两组,编号为A、B、C分别在200吨转炉上冶炼,并连铸成250mm×1300mm×10020mm的连铸坯,在2050热连轧机上轧制。所选取的化学成分列入表1,TMCP工艺条件列入表2,相应的机械性能列入表3,金相组织检测结果列入表4,金相组织如图1所示。
表1实施例超细晶带钢的化学成分(重量,%)
编号 C Si Mn Nb S S Fe
A 0.13 0.20 1.25 0.007 0.009 0.01 余量
B 0.12 0.35 1.10 0.009 0.008 0.009 余量
C 0.15 0.40 1.30 0.013 0.007 0.006 余量
表2 TMCP工艺制度
试样编 粗轧开轧,粗轧终轧,精轧开轧,精轧终轧,冷却速度 卷取,
号 ℃ ℃ ℃ ℃ ℃/S ℃
A1 1150 1050 1000 820 20 450
A2 1150 1045 985 790 26 470
B1 1150 1050 990 806 24 440
B2 1150 1050 995 810 29 465
C1 1150 1050 1000 795 30 430
C2 1150 1045 985 815 30 440
表3力学性能检测结果
试样编号 σs σb δ5 akv, 冷变,B=35,
MPa MPa % J/mm2 d=0.5a
A1 570 690 23 105 合格
A2 550 660 27 130 合格
B1 535 640 30 126 合格
B2 565 690 29 133 合格
C1 550 670 28 120 合格
C2 550 650 29 110 合格
表4金相组织检测结果
铁素体晶粒尺寸, 贝氏体量 珠光体量
试样编号
μm % %
A1 2.4 15 4
A2 3.0 10 5
B1 3.6 20 3
B2 4.0 15 3
C1 2.2 12 4.5
C2 3.1 15 3.5
Claims (3)
1、一种低碳520MPa级复合强化超细晶粒带钢,是由C、Si、Mn、Nb、P、S和Fe化学成分组成,其特征在于化学成分重量配比为C:0.12~0.15%,Si:0.15~0.40%,Mn:1.10~1.30%,Nb:0.007~0.015%,P<0.01%,S<0.01%,其余为平衡量的Fe;其带钢的金相组织为2~4μm的铁素体基体,其余为10~20%的贝氏体和<5%的珠光体的复相组织。
2、按照权利要求1所述的一种低碳520MPa级复合强化超细晶粒带钢,其特征在于带钢的屈服强度为520~570MPa,抗拉强度为620~690MPa。
3、按照权利要求1所述的一种低碳520MPa级复合强化超细晶粒带钢,其特征在于以化学成分C、Si、Mn、Nb、P、S和Fe为原料,经过冶炼,并连铸成坯料并加热,然后进行控轧控冷,其特征在于化学成分重量配比为C:0.12~0.15%,Si:0.15~0.40%,Mn:1.10~1.30%,Nb:0.007~0.015%,P<0.01%,S<0.01%。其余为平衡量的Fe;坯料加热温度为1190~1210℃;在奥氏体再结晶区、未再结晶区及形变诱导相变区控制轧制,粗轧开轧温度为1140~1160℃,粗轧终轧温度为1040~1050℃,中间坯厚度为32~45mm,精轧开轧温度为1000~980℃,精轧终轧温度为790~820℃,在精轧机架间进行水冷,轧后冷却速度为20~30℃/S,卷取温度为430~470℃。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 200310104862 CN1219101C (zh) | 2003-10-20 | 2003-10-20 | 一种低碳520MPa级复合强化超细晶粒带钢 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 200310104862 CN1219101C (zh) | 2003-10-20 | 2003-10-20 | 一种低碳520MPa级复合强化超细晶粒带钢 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1537966A true CN1537966A (zh) | 2004-10-20 |
CN1219101C CN1219101C (zh) | 2005-09-14 |
Family
ID=34333540
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN 200310104862 Expired - Fee Related CN1219101C (zh) | 2003-10-20 | 2003-10-20 | 一种低碳520MPa级复合强化超细晶粒带钢 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN1219101C (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100419109C (zh) * | 2005-11-04 | 2008-09-17 | 东北大学 | 一种低碳700MPa级复合强化超细晶粒带钢的制造方法 |
CN102719735A (zh) * | 2011-03-29 | 2012-10-10 | 鞍钢股份有限公司 | 一种汽车用超细晶粒热轧双相钢板及其生产方法 |
CN103447295A (zh) * | 2013-08-14 | 2013-12-18 | 武钢集团昆明钢铁股份有限公司 | 一种低合金结构钢热轧钢板的制造方法 |
CN104404366A (zh) * | 2014-12-08 | 2015-03-11 | 安徽省安工机械制造有限公司 | 一种高强韧性推力杆支架铸钢件配方及其生产工艺 |
CN108213095A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-06-29 | 东莞科力线材技术有限公司 | 一种风扇网用超强度细径抗弯曲钢丝及其制备方法 |
-
2003
- 2003-10-20 CN CN 200310104862 patent/CN1219101C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100419109C (zh) * | 2005-11-04 | 2008-09-17 | 东北大学 | 一种低碳700MPa级复合强化超细晶粒带钢的制造方法 |
CN102719735A (zh) * | 2011-03-29 | 2012-10-10 | 鞍钢股份有限公司 | 一种汽车用超细晶粒热轧双相钢板及其生产方法 |
CN103447295A (zh) * | 2013-08-14 | 2013-12-18 | 武钢集团昆明钢铁股份有限公司 | 一种低合金结构钢热轧钢板的制造方法 |
CN103447295B (zh) * | 2013-08-14 | 2015-02-04 | 武钢集团昆明钢铁股份有限公司 | 一种低合金结构钢热轧钢板的制造方法 |
CN104404366A (zh) * | 2014-12-08 | 2015-03-11 | 安徽省安工机械制造有限公司 | 一种高强韧性推力杆支架铸钢件配方及其生产工艺 |
CN108213095A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-06-29 | 东莞科力线材技术有限公司 | 一种风扇网用超强度细径抗弯曲钢丝及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1219101C (zh) | 2005-09-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20230104637A1 (en) | 500 mpa grade low yield ratio weather-resistant bridge steel and manufacturing method therefor | |
Weng | Ultra-fine grained steels | |
CN1824816A (zh) | 一种加长型汽车大梁用钢及其制造方法 | |
CN1752260A (zh) | 热轧双相耐候钢板及其制造方法 | |
CN101041879A (zh) | 热轧超高强度马氏体钢及其制造方法 | |
CN101045977A (zh) | 800MPa级高韧性低屈服比厚钢板及其制造方法 | |
CN108070779A (zh) | 一种可焊接细晶粒高强度结构钢板及其生产方法 | |
CN1260740A (zh) | 用于生产低碳钢带材的连铸方法及如此得到具有良好铸造机械性质的带材 | |
CN101921965A (zh) | 一种低成本屈服强度700MPa级非调质处理高强耐候钢及其制造方法 | |
CN101033525A (zh) | 直缝焊石油套管用热轧板带钢及其生产方法 | |
CN111235464B (zh) | 一种钛微合金化经济型高强耐候钢及其生产方法 | |
CN100345641C (zh) | 一种采用薄板坯连铸连轧技术生产v-n微合金高强度钢带的工艺 | |
CN1757782A (zh) | 一种低碳700MPa级复合强化超细晶粒带钢的制造方法 | |
CN114411061B (zh) | 一种高强度抗震钢筋及其制备方法 | |
CN106435384A (zh) | 一种含钒汽车结构钢及其生产方法 | |
CN113528944A (zh) | 一种1000MPa易成形耐磨钢板及其制备方法 | |
JPS5818410B2 (ja) | 高延性低降伏比熱延高張力薄鋼板の製造方法 | |
CN1924065A (zh) | 700MPa级高韧性低屈服比厚钢板及其制造方法 | |
CN1219101C (zh) | 一种低碳520MPa级复合强化超细晶粒带钢 | |
CN106086630B (zh) | 一种含有纳米析出相的低成本高强韧铁素体钢板及其制造方法 | |
CN100434557C (zh) | 低碳高强度复合强化超细晶粒热轧线材生产工艺 | |
CN1537964A (zh) | 一种低碳420MPa级复合强化超细晶粒带钢制备方法 | |
CN1715435A (zh) | 具有抗hic性能x80管线钢及其热轧板制造方法 | |
CN1537967A (zh) | 一种低碳520MPa级复合强化超细晶粒带钢制备方法 | |
CN115572897A (zh) | 一种1500MPa级商用汽车箱体钢板及其制造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |