專利名稱：一種微合金超細晶粒熱軋鋼板的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及超細晶粒鋼的制備技術，特指一種利用微合金元素析出相晶內(nèi)形核及應變強化相變技術的微合金超細晶粒熱軋鋼板生產(chǎn)方法。
背景技術：
目前研究和開發(fā)以超細晶粒為特征的新一代鋼鐵材料，已經(jīng)成為當今世界鋼鐵材料發(fā)展的一個重要方向。20世紀90年代以來，關于鋼的晶粒細化已有大量的研究工作，主要有利用控軋控冷技術以及利用Nb、Ti及Al等析出物細化奧氏體晶粒。但大量的研究表明，通過奧氏體晶粒細化使鐵索體晶粒細化，其尺寸存在極限值(約為10μm)。近幾年的許多研究通過形變誘導相變和控制鐵素體再結(jié)晶為基礎，輔以其它技術手段(超潔凈、電磁場)，在苛刻的試驗條件下可獲得2μm以下的超細晶鐵素體晶粒。
然而迄今為止，這些細晶技術雖具有重要的科學價值，但是其制備成本昂貴、條件苛刻，限制了其在工程中的實際應用。另外，以往的工作很少涉及到低碳微合金鋼中微合金元素析出相的晶內(nèi)形核作用。在軋制變形時，微合金化的作用會產(chǎn)生新的變化，第二相作用會更加突出在多道次小壓下量變形累加效應形成晶內(nèi)特定缺陷結(jié)構的基礎上又形成晶內(nèi)應變誘導析出粒子，極大的增加了鐵素體的相變形核點，獲得超細晶粒鋼，從而開辟晶粒細化的有效新途徑。但該技術應用于工業(yè)生產(chǎn)的實例目前國內(nèi)還未見報道。經(jīng)申請者對國外權威專利機構，諸如歐洲專利(國際網(wǎng))、美國專利數(shù)據(jù)庫、PCT國際專利檢索以及國內(nèi)專利檢索，均未見相關專利申請。

發(fā)明內(nèi)容
為了彌補現(xiàn)有生產(chǎn)工藝無法在傳統(tǒng)的熱軋設備上生產(chǎn)微合金超細晶粒鋼的空白，本發(fā)明提供一種在傳統(tǒng)的熱軋設備上利用微合金元素析出相晶內(nèi)形核及應變強化相變技術的微合金超細晶粒熱軋鋼板生產(chǎn)方法。
其技術方案是往鋼中單獨或復合加入微合金元素，加入量為0.08％～0.14％，并進行連鑄；將所得板坯加熱到1200℃-1220℃保溫粗軋后，再進行精軋；精軋機的入口溫度控制在780℃-820℃之間，精軋采用3-4道次軋制，其總道次壓下量為62％-76％，道次間隔時間控制在2-4s。
微合金元素指釩、鈦或鈮；第一道次壓下量為25-30％，第二道次壓下量為25-30％，第三道次壓下量為20-30％，第四道次壓下量為15-30％；采用的微合金鋼的化學成份為C0.08-0.10％，Si0.15-0.21％，Mn0.55-0.6％，P0.008-0.012％，S0.005-0.007％，V0.06.-0.14％，Ti0.02-0.07％，Nb0.02-0.07％，N0.003-0.008％。
本發(fā)明的優(yōu)點是能在現(xiàn)有的工業(yè)設備和生產(chǎn)成本基本不變的條件下，獲得微合金鋼的微米級超細化組織；利用析出相的晶內(nèi)形核及應變強化相變技術，在工業(yè)軋機上獲得微合金超細晶粒熱軋鋼板，其鐵素體的平均晶粒尺寸為2-4μm，熱軋鋼板的力學性能為σs≥400MPa，σb≥495MPa，δ5≥32％，從而獲得組織均勻、綜合力學性能優(yōu)良、性價比高、生產(chǎn)工藝易控制的微合金超細晶粒鋼板


圖1微合金熱軋鋼板的超細晶鐵素體圖2微合金熱軋鋼板中彌散均勻分布的析出相具體實施方式
微合金超細晶粒熱軋鋼板的制備方法，是往鋼中單獨或復合加入微量合金元素釩、鈦、或鈮進行連鑄，將所得板坯加熱到1200℃-1220℃保溫粗軋后，再進行精軋。進入精軋機的入口溫度控制在780℃-820℃之間，精軋采用3-4道次軋制，其總道次壓下量為62％-76％。其中第一道次壓下量為25-30％，第二道次壓下量為25-30％，第三道次壓下量為20-30％，第四道次應壓下量為15-30％，道次間隔時間控制在2-4s。
此種方法生產(chǎn)的熱軋鋼板，采用的微合金鋼的化學成份為C0.08-0.10％，Si0.15-0.21％，Mn0.55-0.6％，P0.008-0.012％，S0.005-0.007％，V0.06-0.14％，Ti0.02-0.07％，Nb0.02-0.07％，N0.003-0.008％。其鐵素體的平均晶粒尺寸為2-4μm。該熱軋鋼板的力學性能為σs≥400MPa，σb≥495MPa，δ5≥32％。
下面用實施例詳細說明實施例1將含釩0.12％的釩微合金鋼進行連鑄，將所得板坯加熱到1200℃保溫粗軋后，再進行精軋。進入精軋機的入口溫度控制在780℃，精制采用三道次軋制，其總道次壓下量為62％。其中第一道次壓下量為30％，第二道次壓下量為28％，第三道次應壓下量為25％，道次間隔時間控制在3s以內(nèi)。
利用此方法生產(chǎn)，可在常規(guī)軋機上獲得微合金超細晶粒熱軋鋼板。其鐵素體的平均晶粒尺寸為3.2μm，熱軋鋼板的力學性能為σs＝405MPa，σb＝495MPa，δ5＝36％。
實施例2將含釩0.06％、鈮0.027％的釩-鈮微合金鋼進行連鑄，將連鑄所得板坯加熱到1220℃保溫粗軋后，再進行精軋。進入精軋機的入口溫度控制在800℃，精制采用四道次軋制，其總道次壓下量為64％。其中第一道次壓下量為30％，第二道次壓下量為25％，第三道次壓下量為20％，第四道次應壓下量為15％，道次間隔時間控制在3s以內(nèi)。
利用此方法生產(chǎn)，可在常規(guī)軋機上獲得微合金超細晶粒熱軋鋼板。其鐵素體的平均晶粒尺寸為2.4μm，熱軋鋼板的力學性能為σs＝490MPa，σb＝560MPa，δ5＝33.5％。
實施例3將含鈦0.03％、釩0.06％的鈦-釩微合金鋼進行連鑄，將連鑄所得板坯加熱到1210℃保溫粗軋后，再進行精軋。進入精軋機的入口溫度控制在820℃，精制采用四道次軋制，其總道次壓下量為74％。其中第一道次壓下量為30％，第二道次壓下量為30％，第三道次壓下量為28％，第四道次壓下量為25％，道次間隔時間控制在3s以內(nèi)。
利用此方法生產(chǎn)，可在常規(guī)軋機上獲得微合金超細晶粒熱軋鋼板。其鐵素體的平均晶粒尺寸為2.8μm，熱軋鋼板的力學性能為σs＝470MPa，σb＝535MPa，δ5＝33％。
利用本發(fā)明方法生產(chǎn)，可在常規(guī)軋機上獲得微合金超細晶粒熱軋鋼板。圖1是微合金熱軋鋼板的超細晶鐵素體，是晶粒超細化的一個典型組織現(xiàn)象，圖2是微合金熱軋鋼板中的析出相，可以看出析出相均為彌散均勻分布，其顆粒細小(≤50nm)。由此得出一個技術上極為重要的發(fā)現(xiàn)是在奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變時，利用彌散在奧氏體晶粒內(nèi)部能起到鐵素體非均勻形核作用的微合金析出物如V(C，N)、VN、TiN等，可使鐵素體在奧氏體晶粒內(nèi)具有很強的形核能力。這是因為在析出物周圍形成奧氏體穩(wěn)定元素的貧乏區(qū)，從而大大促進了晶內(nèi)鐵素體的形核。該熱軋鋼板的力學性能為σs≥400MPa，σb≥495MPa，δ5≥32％，從而獲得組織均勻、綜合力學性能優(yōu)良、性價比高的微合金超細晶粒鋼板。
對上述三種實例板材每種分別進行三次隨機取樣分析，其金相組織均為超細晶粒鐵素體與極少量珠光體，其力學性能與常規(guī)工藝釩微合金鋼力學性能對比見表1。
表1 微合金超細晶粒熱軋鋼板與常規(guī)工藝釩微合金熱軋鋼板的力學性能對比表

權利要求
1.一種微合金超細晶粒熱軋鋼板的制備方法，其特征在于往鋼中單獨或復合加入微合金元素，加入量為0.08％～0.14％，并進行連鑄；將所得板坯加熱到1200℃-1220℃保溫粗軋后，再進行精軋；精軋機的入口溫度控制在780℃-820℃之間，精軋采用3-4道次軋制，其總道次壓下量為62％-76％，道次間隔時間控制在2～4s。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種微合金超細晶粒熱軋鋼板的制備方法，其特征在于微合金元素指釩、鈦或鈮。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種微合金超細晶粒熱軋鋼板的制備方法，其特征在于第一道次壓下量為25-30％，第二道次壓下量為25-30％，第三道次壓下量為20-30％，第四道次壓下量為15-30％。
4.一種微合金超細晶粒熱軋鋼板的制備方法，其特征在于采用的微合金鋼的化學成份為C0.08-0.10％，Si0.15-0.21％，Mn0.55-0.6％，P0.008-0.012％，S0.005-0.007％，V0.06-0.14％，Ti0.02-0.07％，Nb0.02-0.07％，N0.003-0.008％。
全文摘要
一種微合金超細晶粒熱軋鋼板的制備方法，涉及超細晶粒鋼的制備技術，其特征在于往鋼中單獨或復合加入微合金元素，加入量為0.08％～0.14％，并進行連鑄；將所得板坯加熱到1200℃－1220℃保溫粗軋后，再進行精軋；精軋機的入口溫度控制在780℃－820℃之間，精軋采用3－4道次軋制，其總道次壓下量為62％～76％，道次間隔時間控制在2～4s。本發(fā)明能有效的提高熱軋鋼板的力學性能。
文檔編號B21B37/48GK1851008SQ20061004073
公開日2006年10月25日 申請日期2006年5月30日 優(yōu)先權日2006年5月30日
發(fā)明者李新城, 朱偉興, 張明 申請人:江蘇大學