專利名稱：：中薄板坯連鑄連軋雙相鋼板及其制造方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于熱軋鋼板及其制造技術，尤其涉及一種采用中薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線生產(chǎn)具有雙相組織的鋼板及其制造方法。技術背景雙相鋼是由低碳鋼或低合金高強度鋼經(jīng)臨界區(qū)處理或控制軋制而得到的，主要由鐵素體和馬氏體所組成的一種高強度鋼。它主要由鐵素體(F)+少量(〈25。/。)轉變相(一般為馬氏體M)組成。這種鋼是1968年由美國首先提出的，直到1975年，Hayami和Furukawa對這類鋼的顯微組織，化學成分，機械性能和成型性作了完整的描述后，雙相鋼才被人們所認識。雙相鋼的組織特點是在軟的鐵素體基體上彌散分布著硬質的島狀馬氏體。馬氏體賦予材料強度，鐵素體賦予材料塑性和韌性。其特點表現(xiàn)為具有高的抗拉強度，低的屈強比、無屈服延伸、初始加工硬化速率高以及強度和延性匹配好等特點，同時具有良好的成形性。雙相鋼以其良好的強塑性匹配和優(yōu)異的冷成型性已廣為汽車行業(yè)應用。申請?zhí)枮?3129485.5的中國專利"超細晶粒低碳低合金雙相鋼板及其制造方法"介紹了一種超細晶粒低碳低合金雙相鋼板，其抗拉強度大于690MPa，總拉伸延伸率大于20%，屈強比小于0.75，鋼板中形成兩相組織，其中鐵素體體積分數(shù)85%65%，馬氏體體積分數(shù)15%35%。所述鋼板包含鐵以及C:0.0:3%0.12%、Mn:0.1°/。2.0%等元素。鋼板的制造方法為坯料經(jīng)過奧氏體與鐵素體兩相區(qū)保溫，然后進行兩相區(qū)軋制，累積壓下量65%85%，終軋溫度同時高于650。C和Ar1;軋制后快速冷卻至室溫。該專利技術采取相應的化學成分在奧氏體和鐵素體兩相區(qū)軋制，然后快冷至室溫。其不足之處是兩相區(qū)軋制易產(chǎn)生混晶；軋后快冷至室溫需要有較大的冷卻能力及軋機巻取能力，且不易保證板形。申請?zhí)枮?51919183.0的中國專利"韌性和焊接性良好的雙相鋼板的制造方法"介紹了一種包含鐵素體和馬氏體/貝氏體相，該鐵素體相主要含有釩和鈮的碳化物或碳氮化物析出物的高強度鋼組合物是通過在高于奧氏體重結晶溫度下的第一次軋制，低于奧氏體重結晶溫度的第二次軋制，在Ar3轉變點和50(TC之間的冷卻；及冷卻到約40(TC以下而制成。該鋼的化學成分(重量％)為C:0.05%0.12%、Si:0.01%0.50%、Mn:0.40%2.0%、Nb:0.03%0.12%、V:0.05%0.15%、Mo:0.2%0.8%、Ti:0.015%0.03%、Al:0.01%0.03%。該專利技術的應用對象為管線用鋼板，軋后冷卻至40(TC以下，同樣需要較大的巻取能力及鋼板板形的良好保證，一般鋼廠不具備此能力。
發(fā)明內容本發(fā)明目的是提供一種巻取溫度較高的中薄板坯連鑄連軋雙相鋼板及其制造方法。本發(fā)明中薄板坯連鑄連軋雙相鋼板的成分(重量％)為C:0.04%0.11%、Si:0.02%1.5%、Mn:0.6%2.50%、Cr:0.02%2.00/o，余量為Fe和不可避免的雜質；鋼板顯微組織為基體相為鐵素體，其體積分數(shù)占90%70%，第二相主要是馬氏體，可有少量貝氏體和/或殘余奧氏體，其體積分數(shù)占10%30%。本發(fā)明所述雙相鋼板的成分中還可含有Mo:0.001%0.7%，還可再含有Nb:0.01%0.09%。本發(fā)明所述雙相鋼板的成分中也可還含有Ti:0.01%0.20%。本發(fā)明中薄板坯連鑄連軋雙相鋼板的制造方法，包括板坯連鑄一直接熱裝一加熱一粗軋一精軋一冷卻一巻取，其特征在于所述的連鑄為中薄板坯連鑄，連鑄坯厚度為70mm200mm，鑄坯直接熱裝溫度》400°C，鑄坯加熱到1150130(TC后，保溫2小時以上再進行粗軋，鑄坯粗軋后加蓋保溫罩，精軋出口溫度為800950°C，冷卻至65(TC以下巻取。本發(fā)明所述的冷卻為三段冷卻，I段目標溫度》72(TC，冷速102(TC/s;II段空冷時間大于2秒；III段以大于1(TC/s的冷卻速度冷卻至巻取溫度。本發(fā)明雙相鋼板的成分設計說明-C:為保證鋼具有較大的鐵素體析出區(qū)，碳量要低，碳高時由于鐵素體相變溫度低，鐵素體轉變被抑制，對奧氏體和鐵素體兩相分離不利。而當碳太低時，則不易得到雙相組織。因此，選在0.04%0.11%間。Sh加速冷卻期間多邊形鐵素體的形成，促進碳在奧氏體中富集，使殘余奧氏體穩(wěn)定，同時提高鋼的強度和延性，故選在0.02%1.5%。Mn:提高淬透性，Mn高時，不但推遲珠光體轉變，同時也抑制鐵素體的析出。使冷卻速度窗口變小，貝氏體轉變區(qū)域向左移，使鋼對工藝條件的敏感性變大。Mn太低時易引起珠光體轉變，故范圍選在0.6%2.50%。Cr、Mo:顯著提高淬透性，推遲珠光體生成，使貝氏體生成區(qū)左移，擴大巻取窗口。選擇范圍分別為Cr:0.02%2.0%、Mo:0.001%0.7%。Nb:微合金強化元素，起細化晶粒、彌散強化作用，過低作用不明顯，過高不必要且增加成本。按實際性能的需要，作為可供選擇元素。選擇范圍為0.01%0.09%。Ti-微合金強化元素，起細化晶粒、彌散強化作用。與硫結合改善硫化物夾雜形態(tài)，同時可固定鋼中多余的氮。過低作用不明顯，過高不必要且增加成本，按實際性能的需要，作為可供選擇元素。選擇范圍為0.01%0.200/0。S、P為對性能影響不良元素，在生產(chǎn)可能的情況下，越低越好。本發(fā)明所述雙相鋼板的制造工藝設計1.生產(chǎn)工藝路線鐵水深脫硫一轉爐冶煉一爐外精煉一中薄板坯連鑄一直接熱裝一加熱一粗軋一保溫罩—精軋—層流冷卻—巻取。2.生產(chǎn)步驟a.鐵水經(jīng)深脫硫處理后經(jīng)轉爐冶煉，然后進行爐外精煉，接下來進行連鑄，連鑄坯規(guī)格70mm200mmX寬度。鐵水深脫硫的目的主要使硫含量盡量低，爐外精煉是使鋼質更加純凈；b.鑄坯直接熱裝，熱裝溫度》40(TC，鑄坯加熱到11501300°C,保溫2小時以上，再進行粗軋開坯，然后加蓋保溫罩。一定的加熱溫度及保溫時間是保證鋼中合金元素的充分固溶，使成分均勻化。保溫時間低于2小時達不到效果，高于5小時造成能源浪費，因此優(yōu)選為25小時。同樣，加熱溫度低于115(TC加入元素固溶不好，而高于1300'C使原始組織晶粒粗大，亦會引起過熱、過燒現(xiàn)象，因此優(yōu)選為U50130(TC。粗軋后加蓋保溫罩目的是保證粗軋板坯溫度均勻，為后續(xù)的精軋做準備；c.精軋出口溫度800950°C，目的是盡量保證鋼板晶粒細化；d.軋后采用層流冷卻，冷卻分為三個階段，I段冷卻目的是軋后快速進入鐵素體區(qū)，II段空冷目的是獲得70%90%的鐵素體，III段快速冷卻目的在避開珠光體生成的同時，冷至巻取區(qū)域，從而獲得10%30%的馬氏體為主的第二相組織。I段目標溫度》72(TC。此段目的是精軋后鋼板快速進入鐵素體區(qū)域，低于72(TC或高于80(TC都離鐵素體區(qū)域較遠，故優(yōu)選為720800°C。同樣原因，選擇冷速為1020°C/S;1I段空冷時間大于2秒。此段目的為得到一定體積分數(shù)的鐵素體，低于2秒鐵素體析出時間較短，析出量少。高于8秒會引起珠光體轉變，導致力學性能惡化，故優(yōu)選為2s秒；in段以大于io°c/s的冷卻速度冷卻至巻取溫度。冷卻速度低于10°C/s會導致奧氏體中析出鐵素體和珠光體混合組織，力學性能惡化，優(yōu)選大于20°C/S，可抑制冷卻過程中晶粒長大，從而獲得足夠的以馬氏體為主的第二相。3.雙相鋼板的組織特征及性能最終得到的鋼板顯徼組織是鋼板顯微組織為基體相為鐵素體，第二相主要是馬氏體，也可有少量貝氏體和/或殘余奧氏體。其中鐵素體的體積分數(shù)占90%70%，第二相的體積分數(shù)占10%30°/。。第二相均勻彌散地分布在基體相中。該雙相鋼板的抗拉強度在600N/mr^以上，屈強比低于0.70，延伸率超過25%。依據(jù)一定成分及對應熱軋條件和隨后的特殊冷卻模式條件下鋼的組織變化機理，通過對顯微組織和材料性能之間關系的研究，采用中薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)熱軋雙相鋼板(4mm)由兩相組織組成，為具有雙相組織優(yōu)異綜合性能的高強度鋼。這種鋼的化學成分簡單，容易冶煉；采用中薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線直接熱軋出的雙相鋼板具有高的抗拉強度，延展性強，沖壓成形能力高。用于汽車車輪、保險杠、梁等結構件可減輕車重，降低油耗。同時能量吸收的能力強，能夠抵御撞擊時的塑性變形，顯著提高汽車的安全等級，具有很強的市場競爭力，能為企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。具體實施方式本發(fā)明實施例如下將連鑄坯(170mmX1500mm)加熱到11501300°C,保溫25小時后進行粗軋，粗軋后加蓋保溫罩，然后多道次大壓下精軋，終軋溫度80095(TC，軋后采用層流冷卻，冷卻分為三個階段，I段目標溫度為720800。C，冷速1020。C/s;II段空冷28秒；III段以大于20'C/s的冷卻速度冷至巻取溫度，巻取溫度小于650°C。鋼板的成品厚度4mm。本發(fā)明5個實施例的具體鋼種成分見表1，軋制的實際制度見表2，鋼板的各項性能指標見表3。表l本發(fā)明雙相鋼板的烙煉成分(wt,%)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表2本發(fā)明雙相鋼板的實際軋制制度<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表3本發(fā)明雙相鋼板的各項性能<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權利要求1.一種中薄板坯連鑄連軋雙相鋼板，其特征在于所述鋼板的成分(重量％)為C0.04％～0.11％、Si0.02％～1.5％、Mn0.6％～2.50％、Cr0.02％～2.0％，余量為Fe和不可避免的雜質；鋼板顯微組織為基體相為鐵素體，其體積分數(shù)占90％～70％，第二相主要是馬氏體，可有少量貝氏體和/或殘余奧氏體，其體積分數(shù)占10％～30％。2.根據(jù)權利要求1所述的雙相鋼板，其特征在于所述鋼板的成分還含有Mo:0細％0.7%。3.根據(jù)權利要求2所述的雙相鋼板，其特征在于所述鋼板的成分還含有Nb:0.01%0.09%。4.根據(jù)權利要求1所述的雙相鋼板，其特征在于所述鋼板的成分還含有Ti:0.01%0.20%。5.—種權利要求14所述的任一雙相鋼板的制造方法，包括板坯連鑄—直接熱裝一加熱一粗軋一精軋一冷卻一巻取，其特征在于所述的連鑄為中薄板坯連鑄，連鑄坯厚度為70mm200mm，鑄坯直接熱裝溫度》40(TC，鑄坯加熱到1150130(TC后，保溫2小時以上再進行粗車L，精軋出口溫度為80095(TC，冷卻至65(TC以下巻取。6.根據(jù)權利要求5所述的雙相鋼板的制造方法，其特征在于鑄坯粗軋后加蓋保溫罩。7.根據(jù)權利要求5所述的雙相鋼板的制造方法，其特征在于所述的冷卻為三段冷卻，I段目標溫度》720。C，冷速1020°C/s;II段空冷時間大于2秒；III段以大于1(TC/s的冷卻速度冷卻至巻取溫度。全文摘要本發(fā)明提供一種中薄板坯連鑄連軋雙相鋼板及其制造方法。鋼板成分(重量％)為C0.04％～0.11％、Si0.02％～1.5％、Mn0.6％～2.50％、Cr0.02％～2.0％，還可含有Mo或Ti，余量為Fe和不可避免的雜質；鋼板顯微組織基體相是鐵素體，第二相主要是馬氏體。制造工藝板坯連鑄→直接熱裝→加熱→粗軋→精軋→冷卻→卷取，采用中薄板坯連鑄，鑄坯直接熱裝溫度≥400℃，鑄坯加熱到1150～1300℃，保溫2小時以上后粗軋，精軋出口溫度800～950℃，冷卻至650℃以下卷取。該鋼板化學成分簡單，容易冶煉，且具有高的抗拉強度、延展性和沖壓成形能力等特點。用于汽車車輪等結構件可減輕車重，降低油耗，提高汽車的安全等級，極具經(jīng)濟效益和社會效益。文檔編號B21B1/46GK101130847SQ20061004755公開日2008年2月27日申請日期2006年8月24日優(yōu)先權日2006年8月24日發(fā)明者喬立峰,菊關,劉仁東,張紫茵,時曉光,李桂艷,沙孝春,董浩然,新陳申請人:鞍鋼股份有限公司