專利名稱：：一種提高700MPa級V-N微合金化高強耐候鋼性能的方法
技術領域：
：本發明屬于低合金鋼生產
技術領域：
，特別涉及采用薄板坯連鑄連軋工藝生產屈服強度》700MPa，具有細晶粒組織、良好的韌性、焊接和成形等性能的高強耐候鋼的方法。
背景技術：
：700MPa級高強度耐候鋼主要用在特種集裝箱、特種車輛及高速火車車箱的制造上，在減重、提速、增加貨運量、延長設備使用壽命和降低物流成本方面起著重要的作用。目前日本、歐洲許多工業發達國家如德國、瑞典等國家已經在傳統流程上通過Nb、V、Ti、Mo復合微合金化技術開發出屈服強度超過700MPa的超高強度耐候鋼，并廣泛應用于特種集裝箱、特種車輛及高速火車車箱的制造上。國內寶鋼、鞍鋼、武鋼等傳統熱連軋流程的企業采用開發生產的高強度耐候鋼的屈服強度在450MPa550MPa級，屈服強度700MPa超高強耐候鋼還在研制過程中。珠江鋼鐵有限責任公司(以下簡稱珠鋼)已經開發了基于薄板坯連鑄連軋流程采用Ti微合金化工藝生產屈服強度700MPa級高強耐候鋼的方法(專利申請號200610123458.1)、基于薄板坯連鑄連軋工藝生產屈服強度700MPa級V-N微合金化高強耐大氣腐蝕鋼的方法(專利申請號200610035800.2)。珠鋼采用V-N微合金化技術生產屈服強度700MPa級的高強耐候鋼板的方法(專利申請號200610035800.2)，該發明專利請求保護的鋼水化學成分范圍為C:《0.08Wt.%;Si:0.250.75Wt.%;Mn:0.82.0Wt.%;P:0.0700.150Wt.%;S:《0.040Wt.%;Cu:0.250.60Wt.%;Cr:0.301.25Wt.%;Ni:《0.65Wt%;V:0.050.20Wt.%;N:0.0150.030Wt.%。但在實際應用過程中發現采用V-N微合金化技術生產屈服強度700MPa級的高強耐候鋼板部分鋼巻存在低溫沖擊韌性偏低、在沖壓過程容易出現裂紋現象，影響了產品質量。因此需夢在冶金成分設計以及工藝控制上采取新的設計和工藝路線調整，生產出綜合性能更好的屈服強度700MPa級高強耐候鋼板，以滿足市場需求。
發明內容本發明的目的在于提供一種提高700MPa級V-N微合金化高強耐候鋼性能的方法，該方法對基于薄板坯連鑄連軋工藝生產V-N微合金化700MPa級高強耐候鋼板的技術進行重新設計和工藝路線調整，通過對高強耐候鋼低溫沖擊韌性和成形性能影響顯著的磷元素成分的優化，從而生產出綜合性能更好的高強耐候鋼板，以滿足市場需求。本發明的目的通過采取以下技術方案予以實現一種提高700MPa級V-N微合金化高強耐候鋼性能的方法，其特征在于針對薄板坯連鑄連軋工藝的特點及冶金成分，采用電爐或轉爐冶煉、精煉、薄板坯連鑄、鑄坯凝固后直接進入輥底式加熱或均熱爐、熱軋、層流冷卻和巻取工藝流程，其中鋼水化學成分范圍為C:《0.08Wt.%、Si:0.250.75Wt%、Mm0.82.0Wt.o/0、P:《0.025Wt%、S:《0.040Wt.%、Cu:0.250.60Wt%、Cr:0.301.25Wt.%、Ni:《0.65Wt%、V:0.050.20Wt.%、N:0.0150.030Wt.%;薄板坯連鑄連軋工藝參數為鑄坯入爐溫度卯0110(TC、均熱溫度1030~1200°C、開軋溫度950112(TC、終軋溫度830~920°C、巻取溫度550~650°C。作為本發明的進一步改進，針對700MPa級V-N微合金化高強耐候鋼的冶金成分優化設計，減低鋼中磷含量至P《0.015%，更加改善和提高鋼的低溫沖擊韌性，減緩磷對鋼的低溫沖擊韌性的影響。本發明充分發揮薄板坯連鑄連軋短流程工藝的特點，利用V-N微合金化技術，在薄板坯連鑄連軋流程的鑄坯中VN、V(C，N)納米尺寸析出物對晶粒的細化作用與析出強化的原理生產出700MPa級高強度耐候鋼板。本發明通過對V-N微合金化700MPa級高強耐候鋼板的冶金成分優化設計，使鋼巻的低溫沖擊韌性增加、成形性能提高。磷是合金元素中提高耐大氣腐蝕性能最有效的元素，與其他合金元素，特別是銅和鉻或同時與銅、鉻等配合使用，以提高鋼的耐大氣腐蝕性能。但是鋼中含磷會惡化鋼的韌性，特別是劇烈的降低鋼的低溫沖擊韌性。700MPa級高強耐候鋼板對鋼的低溫沖擊韌性要求非常嚴格，本發明通過細化晶粒，鐵素體晶粒尺寸范圍為2.57.0微米，同時減低鋼中磷含量P《0.025X，可改善和提高鋼的低溫沖擊韌性，減緩磷對鋼的低溫沖擊韌性的影響，提高鋼的成形性能。本發明的優點在于，可穩定地獲得鋼板的高強度、高成形性能、'高耐候性和良好的焊接性能，鋼的冶金成分較簡單，合金化生產成本較低，是用于生產集裝箱、鐵路車廂和需要耐候高強度的工業設施建設的理想板材。具體實施方式本發明實施例采用薄板坯連鑄連軋流程，利用V-N微合金化技術進行了屈服強度700MPa耐候鋼的生產(實施例l，2)，并通過合金成分的合理控制，使鋼巻的低溫沖擊韌性增加、沖壓成形性能大幅提高(實施效果)。實施例l鋼水化學成分0.04%C—0.45%Si—1.6%Mn—0.015%P—0.005%S—0.28Q/oCu—0.180/0Ni—0.55%Cr—0.145%V_0.026%N。工藝鑄坯入爐溫度950~1000°C;均熱溫度1140~1160°C;開軋溫度1050~1100°C;終軋溫度860~880°C;巻取溫度580~620°C。鋼帶的晶粒度和力學性能見表1。表1實施例1鋼帶的晶粒尺寸和力學性能<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實施例1生產的屈服強度700MPa耐候鋼與原發明(專利申請號200610035800.2)生產的鋼巻性能進行對比。低溫沖擊韌性指標的對^如表2所示，鋼板韌脆轉變溫度降低，常溫至-40'C沖擊功大幅提高。表2實施例1與原發明(專利申請號200610035800.2)鋼帶沖擊韌性對比<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>本發明實施例1與原發明鋼板冷彎裂紋合格率與沖壓形成零件合格率對比，如表3所示。鋼板冷彎裂紋合格率與沖壓形成零件合格率大幅提高，滿足了生產與市場的需求。表3實施例l與原發明(專利申請號200610035800.2)'冷彎裂紋合格率與沖壓形成零件合格率對比<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實施例2鋼水化學成分0.062%C_0.4%Si—1.4%Mn—0.025%P—0.008%S—0.29%Cu一0.23o/oNi—0.67%Cr—0.12%V—0.020%N。'工藝鑄坯入爐溫度920-960'C;均熱溫度1100~1150°C;開軋溫度10001080°C;終軋溫度830~860°C;巻取溫度580~620°C。鋼帶的晶粒度和力學性能見表4。表4實施例2鋼帶的晶粒尺寸3"力學性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>8.04.372081522完好實施例2生產的屈服強度700MPa耐候鋼與原發明(專利申請號200610035800.2)生產的鋼巻性能進行對比。低溫沖擊韌性指標的對比如表5所示，鋼板韌脆轉變溫度降低，常溫至-40。C沖擊功大幅提高。表5實施例2與原發明(專利申請號2006100358002)鋼帶沖擊韌性對比試驗溫度°c夏比沖擊吸收功Akv,J,試樣尺寸5x10x55ran原發明(專利申請號200610035800.2)實施例2試樣1試樣2試樣3平均試樣1試樣2試樣3平均20444841457877707504438394068736268-2032383435635565.61-40208171552574852-60121091024222022-805910887129本發明實施例2與原發明鋼板冷彎裂紋合格率與沖壓形成零件合格率對比，如表6所示。鋼板冷彎裂紋合格率與沖壓形成零件合格率大幅提高，滿足了生產與市場的需求。表6實施例2與原發明(專利申請號200610035800.2)冷彎裂紋合格率與沖壓形成零件合格率對比厚度規格mm原發明(專利申請號200610035800.2)實施例2冷彎裂紋統計合格率沖壓形成零件合統計格率冷彎裂纟丈合格率沖壓形成零件合格率1.6-3.090901001003.0~5.0858898.599.55.0—8.080859898.5以上列舉的具體實施例用于對本發明進行說明。實施例只用于對本發明作進一步說明，不代表本發明的保護范圍，其他人根據本發明做出的非本質的修改和調整，仍屬于本發明的保護范圍。權利要求1、一種提高700MPa級V-N微合金化高強耐候鋼性能的方法，其特征在于針對薄板坯連鑄連軋工藝的特點及冶金成分，采用電爐或轉爐冶煉、精煉、薄板坯連鑄、鑄坯凝固后直接進入輥底式加熱或均熱爐、熱軋、層流冷卻和卷取工藝流程，其中鋼水化學成分范圍為C≤0.08Wt.％、Si0.25～0.75Wt.％、Mn0.8～2.0Wt.％、P≤0.025Wt.％、S≤0.040Wt.％、Cu0.25～0.60Wt.％、Cr0.30～1.25Wt.％、Ni≤0.65Wt.％、V0.05～0.20Wt.％、N0.015～0.030Wt.％；薄板坯連鑄連軋工藝參數為鑄坯入爐溫度900～1100℃、均熱溫度1030～1200℃、開軋溫度950～1120℃、終軋溫度830～920℃、卷取溫度550～650℃。2、根據權利要求1所述的方法，其特征在于針對700MPa級V-N微合金化高強耐候鋼的冶金成分優化設計，減低鋼中磷含量至P《0.015%。全文摘要本發明公開了一種提高700MPa級V-N微合金化高強耐候鋼性能的方法，該方法針對薄板坯連鑄連軋工藝的特點及冶金成分，采用電爐或轉爐冶煉、精煉、薄板坯連鑄、鑄坯凝固后直接進入輥底式加熱或均熱爐、熱軋、層流冷卻和卷取工藝流程，其中鋼水化學成分范圍為C≤0.08Wt.％、Si0.25～0.75Wt.％、Mn0.2～2.0Wt.％、P≤0.025Wt.％、S≤0.040Wt.％、Cu0.25～0.60Wt.％、Cr0.30～1.25Wt.％、Ni≤0.65Wt.％、V0.02～0.20Wt.％、N0.015～0.030Wt.％。本發明充分發揮薄板坯連鑄連軋短流程工藝的特點，利用V-N微合金化技術，在薄板坯連鑄連軋流程的鑄坯中VN、V(C，N)納米尺寸析出物對晶粒的細化作用與析出強化的原理生產出700MPa級高強度耐候鋼板。本發明通過對V-N微合金化700MPa級高強耐候鋼板的冶金成分優化設計，使鋼卷的低溫沖擊韌性增加、成形性能提高。文檔編號C22C38/24GK101161849SQ200710031548公開日2008年4月16日申請日期2007年11月21日優先權日2007年11月21日發明者李春艷,毛新平,高吉祥申請人:廣州珠江鋼鐵有限責任公司