一種抗拉強度390-510MPa級超薄規格熱軋沖壓用鋼的生產方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及冶金板材技術領域，尤其是一種抗拉強度390-510Mpa級超薄規格熱 乳沖壓用鋼的生產方法。
【背景技術】
[0002] 近年來，"以熱代冷"逐漸成為薄板坯連鑄連乳產品開發所關注的熱點問題之一， 采用薄板坯流程生產熱乳板取代普通冷乳冷成型薄板和沖壓用冷乳薄板成為充分發揮產 線優勢、拓寬品種范圍、降低工序成本的發展方向，但由于薄規格產品尤其是1. 4mm以下厚 度產品的乳機負荷較高造成乳制難度大、堆鋼風險高，而且在成分設計方面，一般采用C、Mn 強化的方式，冷成型性能較差，而冷成型性能良好的鋼帶，通常采用Nb、V或Ti復合強化的 方法，生產成本較高，造成利潤空間小，極大的限制超薄規格沖壓用鋼帶的推廣和使用，因 此需尋求一種合金元素添加少且冷成型性能良好的超薄鋼帶的生產方法。
【發明內容】
[0003] 本發明提供一種抗拉強度390_510Mpa級超薄規格熱乳沖壓用鋼的生產方法，采 用低碳、低錳、V微合金化體系的成分設計及合理的加熱、乳制、冷卻工藝，降低乳制難度，生 產出冷成型及焊接性能良好的超薄熱乳沖壓用鋼帶，并且有利于產品利潤空間的提高和熱 乳超薄沖壓用鋼帶的推廣。
[0004] 本發明所采取的技術方案是： 一種抗拉強度390-510Mpa級超薄規格熱乳沖壓用鋼的生產方法，包括下述步驟：轉爐 冶煉一LF爐精煉一連鑄一加熱爐加熱一粗乳前高壓水除鱗一2機架粗乳一精乳前高壓水 除鱗一5機架精乳一層流冷卻一卷取； 鋼帶化學成分及重量百分比含量為：C:0. 04-0. 06%;Si:彡0. 03%;Mn:0. 30-0. 50%;P: 彡 0· 030%;S:彡 0· 008%;V:0· 030-0. 050%;Als:0· 025-0. 050%;N:0· 0050%-0· 0080%，其它 為Fe及不可避免的殘余元素； 所述連鑄采用液芯壓下，鑄坯厚度70-75mm，拉速控制在3. 8-4. 5米/分，中包溫度 1555-1565〇C； 所述加熱爐加熱遵循板坯加熱-均熱-保溫制度，在爐時間25-35min，出爐溫度 1150~1250Γ，保證板坯加熱均勻，無明顯黑斑，通長方向、坯寬方向上溫差不超過30°C; 所述粗乳前高壓水除鱗壓力多28MPa; 所述2機架粗乳各道次壓下率分別為：R1 :50%-60%，R2 :50%-60%，粗乳出口溫度為 1050-1150。。； 所述精乳前高壓水除鱗壓力多25MPa; 所述5機架精乳各道次壓下率分別為：FI:50%-60% ;F2 :30%-45% ;F3 :30%-40% ;F4 : 20%-30% ;F5 :10%-20%，保證乳制速度為 8-13m/s; 終乳溫度控制在850-890 °C，優選為860-880 °C。
[0005] 所述層流冷卻采用前段冷卻、尾部微調的方式，平均冷卻速度控制在30~60°C/ s，帶鋼頭部10米不冷卻，并開啟側噴進行層冷輥道的邊部吹掃。
[0006] 所述加熱爐加熱步驟中出爐溫度控制在：1180-1210°C。
[0007] 所述卷取溫度控制在550-650°C，優選為590-610°C。
[0008] 本發明采用低碳、低錳、V微合金化生產出冷成型及焊接性能良好的超薄熱乳沖壓 用鋼帶，由于合金元素添加少，有利于產品利潤空間的提高和熱乳超薄沖壓用鋼帶的推廣。
[0009] 本發明采用低碳、低錳、V微合金化的成分設計體系，其中碳是鋼中最經濟且最有 效的強化元素，但對鋼的韌性、塑形、成型性和焊接性等產生不利的影響，采用低碳成分設 計可使鋼的焊接性和冷成型性得到保證，而強度的不足可通過微合金化和控乳控冷工藝來 彌補；錳可通過固溶強化來提高鋼的強度。Μη促進碳氮化物析出相在加熱過程的溶解，抑 制析出相在乳制時候的析出，有利于保持較多的析出元素在乳后的冷卻過程中在鐵素體中 析出，加強析出強化。此外，Μη可擴大奧氏體區，降低過冷奧氏體的轉變溫度，有利于相變 組織的細化，可提高鋼的韌性、降低韌脆轉變溫度；鈦是細晶強化元素，加入V可以阻止奧 氏體晶粒長大，提高鋼的粗化溫度，這是由于V的碳、氮化物彌散的小顆粒能對奧氏體晶界 起固定作用，阻止奧氏體晶界的迀移，因此細化奧氏體晶粒進而細化乳制、冷卻后的鐵素 體-珠光體組織，從而達到提高強度的效果。
[0010] 由于在連鑄過程中，可能發生非穩定澆注鋼包下渣、中間包、結晶器卷渣，這將導 致鑄坯中出現大顆粒夾雜物，導致鋼板中產生氣泡、分層、裂紋等缺陷，進而導致產品性能 的惡化，此外，連鑄板坯的中心區域的C、Mn、S、Ρ偏析可能導致鋼板的組織偏析，進而降低 鋼材的塑形、韌性。因此，通過對連鑄拉速、中包溫度的合理選擇和控制，可以保證連鑄過程 的穩定性進而利于提高鑄坯質量，并通過鑄坯鑄態組織遺傳的方式，對熱乳鋼帶性能產生 影響。
[0011] 熱乳生產前的加熱是使材料獲得均勻且晶粒尺寸適宜的奧氏體化組織，由于原始 奧氏體晶粒的尺寸將影響乳制、冷卻后的金相組織，因此會對產品性能產生影響，尤其對 于Nb、V、Ti等微合金鋼，其強度組成部分來自于乳制過程和乳后冷卻過程產生的第二相粒 子沉淀析出，這就需要在加熱過程中，保證連鑄板坯中已經出現的碳、氮化物析出相充分固 溶，從而在其后的整個熱乳過程中對材料的組織變化產生作用，進而達到強化效果，同時避 免由于較大顆粒析出物的存在惡化材料的塑形和韌性。因此，加熱溫度、加熱時間的選擇將 影響微合金元素碳氮化物的固溶進而影響成品的微觀組織，從而對性能產生影響。
[0012] 對于微合金鋼，乳制過程中的變形溫度、變形量、變形速度、乳制道次均影響碳氮 化物的析出速度、析出量及顆粒大小，進而對產品性能產生影響，這是因為在變形過程中， 會發生碳氮化物的動態析出。由于變形使微合金碳氮化物在奧氏體中的溶解度積降低即過 飽和度加大，使得析出量加大，析出溫度越高，差異越大。由于變形溫度、變形量影響也會影 響乳后冷卻過程中碳氮化物的析出速度，因此會影響微合金元素的強化效果。此外，碳氮化 物析出相也將影響奧氏體再結晶溫度和再結晶晶粒尺寸，進而影響奧氏體向鐵素體、珠光 體轉變后的晶粒組織，對性能