專利名稱：屈服強(qiáng)度700MPa的熱軋鋼板及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冷成形高強(qiáng)度熱軋汽車結(jié)構(gòu)件金屬材料，尤其涉及一種屈服強(qiáng)度 700MPa以上的屈服強(qiáng)度700MPa的熱軋鋼板及其制備方法。
背景技術(shù)：
開(kāi)發(fā)和應(yīng)用高強(qiáng)度汽車鋼板材料是實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的主要措施之一，一般的低合金高強(qiáng)鋼主要采用單一或復(fù)合添加Nb、V、Ti等微合金元素的鐵素體+珠光體組織材料，隨著強(qiáng)度的提高，材料的成形性能降低，特別是當(dāng)抗拉強(qiáng)度達(dá)到700MPa時(shí)，材料沖壓件開(kāi)裂比例很高，難以滿足汽車廠批量生產(chǎn)的成形要求。中國(guó)專利200610030713. 8公開(kāi)了以Cu、 Cr、Ni、Nb、Ti、Mo復(fù)合微合金化成分生產(chǎn)700MPa耐候高強(qiáng)鋼，合金元素含量高，生產(chǎn)成本大。中國(guó)專利200810036415. 9公開(kāi)了一種高強(qiáng)度熱軋汽車大梁鋼板的化學(xué)成分包含C
0.05 0. 10wt%,Si 彡 0. 10wt%,Mn :1. 10 1. 85wt%,P 彡 0. 025wt%,S 彡 0. 0030wt%, Al :0. 015 0. 060wt%、N 彡 0. 0060wt%,Nb :0. 015 0. 050wt%,Ti :0. 015 0. 150wt%, Ca ^ 0. 0050wt%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。雖然合金元素含量減少了，但其屈服強(qiáng)度只能達(dá)到550-700MPa。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種冷成形性能、低溫沖擊性能優(yōu)良，無(wú)需熱處理板形良好的屈服強(qiáng)度700MPa以上的屈服強(qiáng)度700MPa的熱軋鋼板及其制造方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種屈服強(qiáng)度700MPa的熱軋鋼板， 其特征在于，其化學(xué)成分重量百分比為C 0. 04% -0. 08%, Si 0. 15 % -0. 3 Mn
1.20% -1. 90%,Al 0. 020% -0. 060%,P ^ 0. 015%, S ^ 0. 0009%,Nb 0. 06% -0. 08%, Ti 0. 09% -0. 12%, B 0. 0008% -0. 005%，并且 0 彡 0. 002%, N 彡 0. 004%，余量為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)元素。本發(fā)明還提供了屈服強(qiáng)度700MPa的熱軋鋼板的制備方法，包括連鑄工序、熱連軋工序、冷卻工序、卷取工序，其特征在于所述熱連軋工序?yàn)榧訜釡囟?240°C 1260°C，粗軋溫度1230°C 1100°C，精軋入口溫度1080°C 1040°C，終軋溫度820°C 860°C，精軋總壓下率大于等于85%;所述冷卻工序?yàn)榫埡髮恿骼鋮s，冷卻速度>60°C/s ；所述卷取工序?yàn)榫砣囟仍诳刂圃?50 600°C。下面具體說(shuō)明本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容本發(fā)明采用上述的化學(xué)成分，生產(chǎn)制造工藝流程為鐵水預(yù)處理一轉(zhuǎn)爐冶煉一合金微調(diào)站一LF —連鑄一熱連軋一層流冷卻一卷取。本發(fā)明采用以上化學(xué)成分和工藝流程生產(chǎn)屈服強(qiáng)度700MI^冷成形高強(qiáng)度鋼板， 具體按以下步驟進(jìn)行(1)通過(guò)鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉和LF精煉低P和低S冶煉工藝和Ca處理工藝，在實(shí)現(xiàn)上述C、Si、Mn、Nb、Ti的化學(xué)成分控制的基礎(chǔ)上控制P和S元素低含量，使得鋼夾雜物
3含量低并有好的球化變性處理，S含量過(guò)高，會(huì)使TiS增加，降低Ti后續(xù)TiC的析出強(qiáng)化效
: O(2)采用全程保護(hù)澆注，不僅避免Ti在澆注過(guò)程的損失，同時(shí)避免過(guò)程增0和增 N，控制鋼中0在20ppm以內(nèi)、N在40ppm以內(nèi)，降低鋼中氧化物夾雜。低N含量可以減少鋼中大尺寸的TiN析出粒子的產(chǎn)生，有利于后續(xù)軋后冷卻過(guò)程和卷取緩冷過(guò)程更多的30nm以下TiC的析出。采用小于20°C的低過(guò)熱度澆注和結(jié)晶器鋼液面波動(dòng)控制士 3mm以內(nèi)的穩(wěn)定速度澆注方法和均勻冷卻工藝，以獲得好的鑄坯內(nèi)部質(zhì)量。鑄坯厚度230mm。鑄坯在加熱爐中加熱3 4小時(shí)，出爐溫度控制在1240°C 1260°C。較高的加熱溫度使Nb和Ti微合金元素有效固溶。采用2250mm熱連軋機(jī)上進(jìn)行粗軋和精軋，采用高溫軋制工藝、粗軋溫度范圍 1230°C 1100°C，精軋入口溫度 1080°C 1040°C。粗軋和精軋之間采用保溫罩減少中間坯頭尾溫度差在40°C以內(nèi)，采用邊部感應(yīng)加熱對(duì)中間坯邊部溫降進(jìn)行補(bǔ)償，寬度溫差控制在15°C以內(nèi)。通過(guò)中間坯溫度均勻性控制來(lái)保證精軋過(guò)程中間坯溫度差對(duì)板形的影響，減少因板形引起的內(nèi)部殘余應(yīng)力。根據(jù)最終產(chǎn)品厚度規(guī)格來(lái)確定精軋入口中間坯厚度，控制精軋總壓下率大于等于 85%。終軋溫度控制在820°C 860°C。精軋采用PCFC模型控制，實(shí)現(xiàn)軋制尺寸精度、板形控制，板凸度控制40um。終軋溫度通由軋制溫度模型，并通過(guò)機(jī)架間冷卻和軋制速度實(shí)現(xiàn)反饋穩(wěn)定控制。精軋后采用層流冷卻方式以前端冷卻模式進(jìn)行快速冷卻，冷卻速度> 60°C。 高的冷卻速度增加軋制變形奧氏體的相變過(guò)冷度，增加相變形核率，細(xì)化相變后組織；高的冷卻速度不僅細(xì)化相變鐵素體，而且可以避免珠光體生成；高的冷卻速度促進(jìn)部分富C的過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體；冷卻過(guò)程進(jìn)行層流冷卻水均勻檢查，保證熱軋板面冷卻均勻，避免或降低因冷卻不均勻引起的組織不均勻產(chǎn)生的組織應(yīng)力。冷卻后進(jìn)行卷取，卷取溫度在控制在550 600°C。卷取溫度區(qū)域貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)， 促進(jìn)部分貝氏體轉(zhuǎn)變。卷取溫度主要影響組織強(qiáng)化和析出強(qiáng)化的綜合強(qiáng)化效果。卷取溫度過(guò)低，Nb (NC)、TiC析出受抑制、不能充分發(fā)揮析出強(qiáng)化作用；卷取溫度過(guò)高，部分貝氏體及馬氏體組織強(qiáng)化效果降低。因此卷取溫度有一個(gè)最佳范圍。本發(fā)明采用高錳、微硼的成分設(shè)計(jì)與大壓下率和快速冷卻的生產(chǎn)工藝結(jié)合生產(chǎn)的冷成形高強(qiáng)鋼板組織為細(xì)小的鐵素體+貝氏體+彌散分布在晶界的島狀馬氏體，該組織具有高強(qiáng)度和高韌性的良好匹配。厚度為5. Omm-lO. Omm,屈服強(qiáng)度為710MPa-760MPa，抗拉強(qiáng)度為 780MPa-830MPa，延伸率 A8tl 為 19. 0%~ 22%，屈強(qiáng)比為 0. 88-0. 92。采用本發(fā)明生產(chǎn)的屈服強(qiáng)度700MPa的熱軋鋼板半尺寸試樣(5X 10X55mm)_60°C 沖擊功Akv大于79J。采用本發(fā)明生產(chǎn)的屈服強(qiáng)度700MI^熱軋鋼板板形良好，殘余應(yīng)力低，不需要進(jìn)行殘余應(yīng)力退火處理，熱軋卷矯直開(kāi)平剪切后可直接用于沖壓成形，或熱軋卷縱切成分切卷直接滾壓成形，成形件形狀尺寸精度高。采用本發(fā)明生產(chǎn)的屈服強(qiáng)度700MPa熱軋鋼板冷成形制造重型卡車縱梁可以實(shí)現(xiàn)汽車底盤(pán)輕量化設(shè)計(jì)和制造。還可以用于工程機(jī)械等高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)件。
具體實(shí)施例方式下面以6個(gè)實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。采用表1所示的化學(xué)成分鋼為原料，連鑄板坯尺寸為230mm。將鑄坯經(jīng)過(guò)加熱爐加熱、然后經(jīng)2250mm熱連軋機(jī)組進(jìn)行軋制、冷卻和卷取?？刂瞥鰻t溫度、精軋入口溫度、精軋總壓下率、終軋溫度，層流冷卻速度和卷取溫度。軋制厚度為5. Omm-IOmm0軋制和冷卻工藝見(jiàn)表2，力學(xué)性能見(jiàn)表3。系列溫度縱向沖擊功見(jiàn)表4。表1實(shí)施例化學(xué)成分(重量百分?jǐn)?shù)％ )
權(quán)利要求
1.一種屈服強(qiáng)度700MPa的熱軋鋼板，其特征在于，其化學(xué)成分重量百分比為 CO. 04 % -0. 08 Si 0. 15 % -0. 3 Mn 1. 20 % -1. 90 Al 0. 020 % -0. 060P 彡 0.015 %、S 彡 0.0009 %, Nb 0. 06 % -0.08 Ti 0. 09 % -0. 12 %, B 0. 0008% -0. 005%，并且0. 002%, N ^ 0. 004%，余量為!^e和不可避免的雜質(zhì)元素。
2.如權(quán)利要求1所述的屈服強(qiáng)度700MPa的熱軋鋼板，其特征在于，其化學(xué)成分重量百分比為C 0. 04 % -0. 065 Si 0. 22 % -0. 3 Mn 1. 45 % -1. 90 %、Al 0. 020% -0. 042%,P ^ 0. 015%, S ^ 0. 0009%,Nb 0. 06% -0. 72%, Ti 0. 09% -0. 10%, B 0. 0008% -0. 0031%。
3.如權(quán)利要求1或2所述的屈服強(qiáng)度700MPa的熱軋鋼板，其特征在于，其化學(xué)成分重量百分比為C 0. 06%, Si 0. 25%,Mn 1. 65%, Al 0. 033%, P ^ 0. 015%, S 彡 0. 0009%, Nb 0. 065%, Ti 0. 095%, Mo 0.0023%。
4.如權(quán)利要求1所述的屈服強(qiáng)度700MPa的熱軋鋼板，其特征在于，所述鋼板的金屬組織為鐵素體+貝氏體+少量島狀馬氏體，所述島狀馬氏體在晶界彌散分布。
5.一種如權(quán)利要求1所述屈服強(qiáng)度700MPa的熱軋鋼板的制備方法，包括連鑄工序、 熱連軋工序、冷卻工序、卷取工序，其特征在于所述熱連軋工序?yàn)榧訜釡囟?240°C 1260°C，粗軋溫度1230°C 1100°C，精軋入口溫度1080°C 1040°C，終軋溫度820°C 860°C，精軋總壓下率> 85%;所述冷卻工序?yàn)榫埡髮恿骼鋮s，冷卻速度> 600C /s ；所述卷取工序?yàn)榫砣囟仍诳刂圃?50 600°C。
6.如權(quán)利要求5所述屈服強(qiáng)度700MPa的熱軋鋼板的制備方法，其特征在于所述連鑄工序?yàn)椴捎萌瘫Ｗo(hù)澆注，控制鋼中0在20ppm以內(nèi)、N在40ppm以內(nèi)；澆注過(guò)程熱度小于 20°C，結(jié)晶器鋼液面波動(dòng)控制士3mm以內(nèi)。
7.如權(quán)利要求5所述屈服強(qiáng)度700MPa的熱軋鋼板的制備方法，其特征在于所述熱連軋工序中粗軋和精軋之間采用保溫罩保溫。
8.如權(quán)利要求5或7所述屈服強(qiáng)度700MPa的熱軋鋼板的制備方法，其特征在于所述熱連軋工序中粗軋和精軋之間采用邊部感應(yīng)加熱對(duì)中間坯邊部溫降進(jìn)行補(bǔ)償。
9.如權(quán)利要求8所述屈服強(qiáng)度700MPa的熱軋鋼板的制備方法，其特征在于所述熱連軋工序中精軋采用PCFC模型控制。
10.如權(quán)利要求5所述屈服強(qiáng)度700MPa的熱軋鋼板的制備方法，其特征在于所述冷卻工序中層流冷卻采用前端冷卻模式。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種屈服強(qiáng)度700MPa的熱軋鋼板，其化學(xué)成分重量百分比為C 0.04％-0.08％、Si 0.15％-0.3％、Mn 1.20％-1.90％、Al 0.020％-0.060％、P≤0.015％、S≤0.0009％、Nb 0.06％-0.08％、Ti 0.09％-0.12％，B 0.0008％-0.005％，O≤0.002％，N≤0.004％。其制備方法為加熱溫度1240℃～1260℃，粗軋溫度1230℃～1100℃，精軋入口溫度1080℃～1040℃，終軋溫度820℃～860℃，精軋總壓下率≥85％；精軋后層流冷卻，冷卻速度≥60℃/s；卷取溫度在控制在550～600℃。
文檔編號(hào)C21D8/02GK102226250SQ201110156740
公開(kāi)日2011年10月26日 申請(qǐng)日期2011年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月13日
發(fā)明者劉永剛, 張宜, 張建, 徐祥合, 楊興亮, 潘紅波, 王煒, 胡學(xué)文, 舒宏富, 谷海容, 聞成才 申請(qǐng)人:馬鞍山鋼鐵股份有限公司