專利名稱：一種抗拉強(qiáng)度590MPa級(jí)的熱軋鋼板及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域，尤其是鋼的冶煉領(lǐng)域，具體涉及一種抗拉強(qiáng)度590MPa級(jí)的 熱軋鋼板及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
21世紀(jì)，世界汽車工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)是輕量化，而減輕車身重量最有效的手段一 是改進(jìn)零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；二是采用高強(qiáng)度材料。在這種背景下，冶金行業(yè)正在大力研制開(kāi) 發(fā)加工性和經(jīng)濟(jì)性兼具的各類高強(qiáng)鋼板。其中，熱軋雙相鋼板由于具有高強(qiáng)度和優(yōu)良的延 展性及低屈強(qiáng)比和高的η值等特性，更好地滿足了以汽車輪輻為代表的復(fù)雜形狀結(jié)構(gòu)件的 要求，所以尤為引人注目，并已在實(shí)際中得到應(yīng)用。隨著我國(guó)汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，也正在積極推進(jìn)高強(qiáng)度鋼板在汽車上的應(yīng)用，尤 其是汽車車輪，由于減輕旋轉(zhuǎn)件重量獲得的節(jié)能效果相當(dāng)于非旋轉(zhuǎn)件的1. 3 1. 5倍。并 且車輪能以單個(gè)部件的形式進(jìn)行評(píng)價(jià)，它是實(shí)用研究最為活躍的部件，因此，車輪用鋼便成 了冶金工業(yè)的開(kāi)發(fā)重點(diǎn)之一。汽車車輪的輪輻用鋼要求有好的深沖性，延伸凸緣性和剪切邊拉伸性。一般來(lái)說(shuō)， 鐵素體+馬氏體組織的雙相鋼可滿足這些要求。因此，應(yīng)加強(qiáng)技術(shù)力量研制開(kāi)發(fā)590MPa級(jí) 直接熱軋雙相鋼板，以滿足市場(chǎng)需求。熱軋鋼板可用以下三種工藝生產(chǎn)1、熱處理雙相鋼=Si-Mn鋼熱軋后熱處理；2、高溫卷取型Si-Cr、Mo系高合金鋼，按常規(guī)工藝熱軋；3、低溫卷取型單純Si-Mn鋼軋后控冷并在很低的溫度卷取。目前，關(guān)于抗拉強(qiáng)度達(dá)590MPa級(jí)以上的熱軋鋼板有以下報(bào)道中國(guó)專利申請(qǐng)CN1789467A，公開(kāi)了一種低Si低Mn含Nb、Ti細(xì)晶化熱軋雙相鋼 及其生產(chǎn)工藝，以重量百分比計(jì)的成分為:C0. 06-0. 10%, MnO. 4-1. 2%, SiO. 015-0. 45%, NbO. 015-0. 04%,TiO. 005-0. 03%,S^O. 003%,AI ^0. 034%,P^O. 014%，余量為 Fe。軋 制工藝包括加熱、保溫、粗軋、精軋、冷卻、卷取，粗軋開(kāi)軋溫度1050-1150°C，精軋開(kāi)軋溫度 930-960°C，終軋溫度790-850°C ；每道次的壓下量控制在19% -33%范圍內(nèi)，在精軋的前三 道次采用大于或等于23%的壓下量，在精軋機(jī)組的剩余道次壓下量保持大于或等于25%。 產(chǎn)品具備優(yōu)良的力學(xué)性能，抗拉強(qiáng)度達(dá)500-610MPa，延伸率達(dá)20-30%，屈強(qiáng)比彡0. 7 ；生產(chǎn) 成本降低，利于工業(yè)化生產(chǎn)。中國(guó)專利申請(qǐng)CN101279330A，公開(kāi)了一種抗拉強(qiáng)度700MPa級(jí)熱軋雙相鋼板的制 造方法，其主要化學(xué)成分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0. 03-0. 08% C、0. 50-0. 70% SiU. 00-1. 60% Mn, 0-0. 60% Cr, 0-0. 40% Μο,Ο. 02-0. 05% Nb，余量為 Fe ；厚度規(guī)格為 30-4. 0mm，具有多邊 形鐵素體與馬氏體雙相組織，有少量粒狀貝氏體出現(xiàn)，其中鐵素體體積分?jǐn)?shù)為70-90%， 馬氏體體積分?jǐn)?shù)為30-10%;鐵素體平均晶粒尺寸為5μπι。通過(guò)控軋控冷工藝軋制，控制開(kāi) 軋溫度1250-1150°C，終軋溫度800-850°C ；控制第一段冷卻速度25_50°C /S，冷卻后溫度680-750°C，經(jīng)空冷至670-700°C后，再進(jìn)行第二段控制冷卻，第二段冷卻速度25_50°C /S， 終冷溫度即卷取溫度500-600°C，然后鋼板空冷至室溫。本發(fā)明通過(guò)熱軋及兩段控制冷卻工 藝，得到厚度規(guī)格為3. 0-4. 0mm、具有多邊形鐵素體與馬氏體雙相組織的鋼板。其中鐵素 體體積分?jǐn)?shù)為70-90%，馬氏體體積分?jǐn)?shù)為30-10% ；鐵素體平均晶粒尺寸為5 μ m。產(chǎn)品屈 服強(qiáng)度410-470MPa，抗拉強(qiáng)度大于700MPa，總延伸率21. 0-25. 0%，屈強(qiáng)比小于0. 65，具有 優(yōu)良的綜合力學(xué)性能。中國(guó)專利申請(qǐng)CN101550519A，公開(kāi)了一種車輪用熱軋雙相鋼板及其生產(chǎn)方法，所 解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種同時(shí)具有優(yōu)良的成形性和延伸凸緣性的車輪用熱軋雙相鋼板， 其化學(xué)成分的重量百分比為:C ^ 0. 10%, Si ^ 1. 0%, Mn ^ 1. 70%, Cr 0. 30-0. 06%, Ti 彡 0.01-0. 06%, B 0. 0005-0. 01%, Ga 0. 001-0. 015%, P 彡 0. 025%, S 彡 0. 010%, N^ 0. 060%, Ca :0. 001-0. 01%，余量為鐵。本發(fā)明車輪用熱軋雙相鋼板的屈服強(qiáng)度 ^ 450MPa，抗拉強(qiáng)度> 540MPa，延伸率> 25 %，具有力學(xué)性能穩(wěn)定、成型性能好、加工硬化 速率高，延伸凸緣性好及疲勞壽命高和生產(chǎn)方法簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，可用于汽車車輪等安全結(jié)構(gòu) 件。目前，國(guó)內(nèi)多家鋼廠，如武鋼、寶鋼、鞍鋼、攀鋼、包鋼及太鋼等都在研試590MPa級(jí) 直接熱軋雙相鋼，但由于設(shè)備能力和技術(shù)等多種原因，當(dāng)前只有寶鋼可向市場(chǎng)提供590MPa 級(jí)直接熱軋雙相鋼板，熱軋雙相鋼含有較高的硅和貴重金屬鉬，合金成本較高，但其工藝穩(wěn) 定性好，生產(chǎn)容易控制；其典型化學(xué)成分為C 0. 06%, Si 1. 25%, Mn 1.03%, P 0.014%, S^O. 005%,Cr 0. 48%,MoO. 35%,Alt 0. 04%。其他鋼廠還沒(méi)有形成正常批量供貨能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種抗拉強(qiáng)度590MPa級(jí)的熱軋鋼板。它是由如 下重量百分比的組分組成C 0. 05 0. 10%、Si 0. 10 0. 25%、Mn 1.10 1.50%、P 0. 03 0. 08%、S < 0. 008%、Cr 0. 50 0. 80%、Als 0. 015 0. 065%，余量為鐵及不可 避免的雜質(zhì)。進(jìn)一步優(yōu)選，它是由如下重量百分比的組分組成C 0.06 0.09%、Si 0. 10 0. 20 Mnl. 20 1. 40 %、P 0. 035 0. 06 %、S 彡 0. 008 Cr 0. 55 0. 80 %、Als 0. 020 0. 060%，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明熱軋鋼板是采用在C-Mn鋼中添加微量合金元素P、Cr強(qiáng)化和提高鋼的性 能，在冶金領(lǐng)域，P通常引起的脆化對(duì)熱軋鋼板非常有害，含P鋼基本不用作熱軋鋼板，故P、 S等作為有害元素，需要盡量控制其較低的含量，故向其添加元素P以提高熱軋鋼板的性能 在冶金領(lǐng)域?qū)儆诜浅Ｒ?guī)處理手段。通過(guò)直接控軋控冷工藝控制而獲得鐵素體+馬氏體組織的熱軋雙相鋼板，其金相 組織以鐵素體和馬氏體為主含有75 90%的鐵素體和10 25%的馬氏體。具體地，本發(fā)明熱軋鋼板的生產(chǎn)方法采用磷作為合金化元素進(jìn)行冶煉，處理步驟 如下A、依次通 過(guò)鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉、合金化、真空處理(或真空處理替換為硅鈣處 理)工序后，使化學(xué)成分滿足:C 0. 05 0. 10%,Si 0. 10 0. 25%,Mn 1. 10 1. 50%,P 0. 03 0. 08%、S < 0. 008%、Cr 0. 50 0. 80%、Als 0. 015 0. 065%，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)；B、連鑄成板坯；C、在熱連軋過(guò)程中對(duì)其進(jìn)行控軋控冷，冷卻至330°C 400°C后進(jìn)行卷取處理。其中，步驟A中鐵水預(yù)處理時(shí)，控制入爐鐵水[S] ^ 0. 005% ；轉(zhuǎn)爐冶煉時(shí)控制轉(zhuǎn) 爐終點(diǎn)目標(biāo)[C] :0. 03 0.06%;合金化順序?yàn)殇X錳鐵或鋁鐵一錳鐵一磷鐵一鉻鐵。合金 添加順序中需先添加鋁錳鐵、鋁鐵、錳鐵達(dá)到脫氧的目的，再加入磷鐵、鉻鐵才能達(dá)到更好 的合金化效果，磷鐵和鉻鐵的添加順序沒(méi)有特殊要求。采用爐外精煉技術(shù)一一硅鈣處理用于去除鋼中有害夾雜，改善鋼的各向異性，保證合成車輪的橫向彎曲疲勞性能。具體地，硅鈣處理是指鋼包爐喂Si-Ca絲。Si-Ca線中含 Ca24%，規(guī)格為Φ IOmm ；條件為8. 33 IOm/噸鋼，速度為2. 0 4. Om/S,喂線后軟吹氬時(shí) 間》6min。步驟B連鑄時(shí)，為方便現(xiàn)有熱軋工藝的設(shè)備，發(fā)明人將其制成200毫米厚的板坯。步驟C在熱連軋過(guò)程中，對(duì)板坯進(jìn)行控軋控冷；板坯加熱至1250士20°C ；使初軋 出口溫度保持在1060°c 1100°C ；使精軋終軋溫度保持在830士20°C ；鋼板厚度2. 5 6. Omm ；采用分段冷卻或后段冷卻至330°C 400°C卷??；其中，分段冷卻是從終軋溫度快速 冷卻到700 士 50 V的中間溫度，空冷4 20秒，再快速冷卻到330 V 400 V卷??；后段冷 卻是直接控制鋼板溫度至330°C 400°C卷取。本發(fā)明的有益效果通過(guò)添加合金元素P、Cr及直接控軋控冷工藝得到的熱軋鋼 板具有低屈強(qiáng)比、高延展性、高強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn)，具有優(yōu)良的延伸凸緣性能和剪切邊拉伸成形性 能，尺寸精度高，表面質(zhì)量好；而且不添加昂貴合金元素，成本低?？捎糜诟邫n轎車車輪輪輻 制造，也可用于要求深沖性能好，表面質(zhì)量要求高的其他復(fù)雜結(jié)構(gòu)件；或推廣應(yīng)用到汽車以 及其它領(lǐng)域要求冷沖性能高的安全結(jié)構(gòu)件。
具體實(shí)施例方式以下通過(guò)對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施方式
的描述說(shuō)明但不限制本發(fā)明。過(guò)去因?yàn)榧覲通常引起的脆化對(duì)熱軋鋼板非常有害，含P鋼基本不用作熱軋鋼板。 發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，熱軋后在400°C以下卷取的含P鋼，其沖擊韌性比低C鋼還好。這些優(yōu)良的性 能被認(rèn)為是由于在低溫下卷取降低了 P在晶界的偏析所得到的結(jié)果。具體地，本發(fā)明熱軋鋼板抗拉強(qiáng)度可達(dá)到590MPa級(jí)，它是由如下重量百分比的 組分組成c 0. 05 0. 10%, Si 0. 10 0. 25%, Mn 1. 10 1. 50%, P 0. 03 0. 08%, S^O. 008%, Cr 0. 50 0. 80%、Als 0. 015 0. 065%，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。進(jìn)一步優(yōu)選，它是由如下重量百分比的組分組成C 0.06 0.09%、Si 0. 10 0. 20 Mnl. 20 1. 40 %、P 0. 035 0. 06 %、S 彡 0. 008 Cr 0. 55 0. 80 %、Als 0. 020 0. 060%，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。通過(guò)直接控軋控冷工藝控制可獲得鐵素體+馬氏體組織的熱軋雙相鋼板，其金相 組織主要為鐵素體(75 90% )和馬氏體(10 25% )。具體地，本發(fā)明熱軋鋼板的生產(chǎn)方法采用磷作為合金化元素進(jìn)行冶煉，處理步驟 如下A、依次通過(guò)鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉、合金化、真空處理(或硅鈣處理)工序后，使化學(xué)成分滿足:C 0. 05 0. 10%,Si 0. 10 0. 25%,Mn 1. 10 1. 50%,P 0. 03 0. 08%, S^O. 008%, Cr 0. 50 0. 80%、Als 0. 015 0. 065%，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)；B、連鑄成板坯；C、在熱連軋過(guò)程中對(duì)其進(jìn)行控軋控冷，冷卻至330°C 400°C后進(jìn)行卷取處理。通過(guò)直接控軋控冷工藝控制軋制采用1250士20°C出爐溫度，以保證過(guò)程溫度， 終軋溫度830士20°C，采用分段冷卻，350士20°C卷取。從而獲得金相組織主要為鐵素體 (75 90% )和馬氏體(10 25% )的雙相鋼板。所得鋼板具有優(yōu)良的延伸凸緣性能，尺 寸精度高，表面質(zhì)量好，除了用于高檔轎車車輪輪輻以外，還可以推廣應(yīng)用到汽車以及其他 領(lǐng)域要求冷沖性能高的安全結(jié)構(gòu)件。實(shí)施例 通過(guò)鐵水預(yù)處理(入爐鐵水[S]彡0.005% )、轉(zhuǎn)爐冶煉(轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)目標(biāo)[C] 0. 04 0. 06% )、合金化(合金化順序鋁錳鐵或鋁鐵一錳鐵一磷鐵一鉻鐵，錳含量目標(biāo)值 按1. 30%控制)、真空處理或爐外精煉硅鈣處理工序后，使成品鋼的化學(xué)成分符合表1要 求，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。實(shí)際成分見(jiàn)表2，再將表2成分的鋼澆注成200mmX (750 1300) mm斷面的板坯。本發(fā)明590MPa級(jí)熱軋雙相鋼的化學(xué)成分要求如表1所示表1化學(xué)成分范圍(重量百分比％ ) 本發(fā)明編號(hào)1 5熱軋雙相鋼的化學(xué)成分見(jiàn)表2 表2具體實(shí)例的化學(xué)成分(重量百分比％ ) 將200mmX (750 1300)mm的連鑄板坯送至1450mm熱連軋機(jī)進(jìn)行軋制。先將連鑄 板坯加熱至1250士20°C ；再將厚度為31mm 36mm的中間板坯通過(guò)熱卷箱進(jìn)行熱卷；使初 軋出口溫度保持在1060°C 1100°C ；使終軋溫度保持在820°C 850°C ；鋼板厚度2. 5 6. 0mm，采用后段冷卻或分段冷卻，分段冷卻要求從終軋溫度快速冷卻到700士20°C的中 間溫度，空冷5 12秒，再快速冷卻到330°C 400°C卷取。試驗(yàn)鋼板卷的力學(xué)性能見(jiàn)表3。
表3實(shí)施例的性能 注ReL表示屈服強(qiáng)度，Rm表示抗拉強(qiáng)度，表示伸長(zhǎng)率，ReL/Rm表示屈強(qiáng)比。由上述實(shí)例可見(jiàn)，采用本發(fā)明技術(shù)后，屈服強(qiáng)度400_490MPa，抗拉強(qiáng)度大于 590MPa，甚至可達(dá)650MPa，伸長(zhǎng)率22-28%，屈強(qiáng)比小于0. 8。本發(fā)明生產(chǎn)方法簡(jiǎn)單易行，現(xiàn) 場(chǎng)工藝流程改造方便，可行性強(qiáng)，應(yīng)用前景廣。
權(quán)利要求
抗拉強(qiáng)度590MPa級(jí)的熱軋鋼板，其特征在于它是由如下重量百分比的組分組成C 0.05～0.10％、Si 0.10～0.25％、Mn 1.10～1.50％、P 0.03～0.08％、S≤0.008％、Cr 0.50～0.80％、Als 0.015～0.065％，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗拉強(qiáng)度590MPa級(jí)的熱軋鋼板，其特征在于它是由如下重 量百分比的組分組成C 0. 06 0. 09%、Si 0. 10 0. 20%、Mn 1.20 1.40%、P 0. 035 0. 06%, S ^ 0. 008%, Cr 0. 55 0. 80%, Als 0. 020 0. 060%，余量為鐵及不可避免的 雜質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抗拉強(qiáng)度590MPa級(jí)的熱軋鋼板，其特征在于其金相組 織主要為75 90%的鐵素體和10 25%的馬氏體。
4.抗拉強(qiáng)度590MPa級(jí)的熱軋鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于它是采用磷作為合金化元 素進(jìn)行冶煉，處理步驟如下A、依次通過(guò)鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉、合金化、真空處理工序后；或依次通過(guò)鐵水預(yù)處 理、轉(zhuǎn)爐冶煉、合金化、硅鈣處理工序后，使化學(xué)成分滿足C 0.05 `0. 10%、Si 0.10 0.25%, Mn 1. 10 1. 50 %、P 0. 03 0. 08 %、S 彡 0. 008 Cr 0. 50 0. 80 %、Als 0. 015 0. 065%，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)；B、連鑄成板坯；C、在熱連軋過(guò)程中對(duì)其進(jìn)行控軋控冷，冷卻至330°C 400°C后進(jìn)行卷取處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的抗拉強(qiáng)度590MPa級(jí)的熱軋鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于步 驟A中鐵水預(yù)處理時(shí)，控制入爐鐵水S < 0. 005%。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的抗拉強(qiáng)度590MPa級(jí)的熱軋鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于步 驟A中轉(zhuǎn)爐冶煉時(shí)控制轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)目標(biāo)C 0. 03 0. 06%。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的抗拉強(qiáng)度590MPa級(jí)的熱軋鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于步 驟A中合金化順序?yàn)殇X錳鐵或鋁鐵一錳鐵一磷鐵一鉻鐵。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的抗拉強(qiáng)度590MPa級(jí)的熱軋鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于步 驟C在熱連軋過(guò)程中，對(duì)板坯進(jìn)行控軋控冷的條件為板坯加熱至1250士20°C;使初軋出口 溫度保持在1060°C 1100°C ；使精軋終軋溫度保持在830士20°C ；鋼板厚度2. 5 6. 0mm ； 采用分段冷卻或后段冷卻至330°C 400°C卷取；其中，分段冷卻是從終軋溫度快速冷卻到700 士 50 V的中間溫度，空冷4 20秒，再快 速冷卻到330°C 400°C卷??；后段冷卻是直接控制鋼板溫度至330°C 400°C卷取。
全文摘要
本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域，具體涉及一種抗拉強(qiáng)度590MPa級(jí)的熱軋鋼板及其生產(chǎn)方法。本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種抗拉強(qiáng)度590MPa級(jí)的熱軋鋼板。它是由如下重量百分比的組分組成C 0.05～0.10％、Si 0.10～0.25％、Mn 1.10～1.50％、P 0.03～0.08％、S≤0.008％、Cr 0.50～0.80％、Als 0.015～0.065％，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。通過(guò)添加微量合金元素P、Cr及直接控軋控冷工藝得到的熱軋鋼板具有低屈強(qiáng)比、高延展性、高強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn)，具有優(yōu)良的延伸凸緣性能和剪切邊拉伸成形性能，尺寸精度高，表面質(zhì)量好；而且不添加昂貴合金元素，成本低?？捎糜诟邫n轎車車輪輪輻制造，也可用于要求深沖性能好，表面質(zhì)量要求高的其它復(fù)雜結(jié)構(gòu)件；或推廣應(yīng)用到汽車以及其它領(lǐng)域要求冷沖性能高的安全結(jié)構(gòu)件。
文檔編號(hào)C21C7/00GK101857942SQ201010218179
公開(kāi)日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月6日
發(fā)明者吳菊環(huán), 周渝, 張中平, 張開(kāi)華, 張彥恒, 戈文蓀, 楊秀亮, 羅許, 金漢節(jié) 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)鋼鐵釩鈦股份有限公司;攀鋼集團(tuán)研究院有限公司;攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司;攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼釩有限公司