專(zhuān)利名稱(chēng)：用于生產(chǎn)熱軋鋼產(chǎn)品的方法及熱軋鋼的制作方法
用于生產(chǎn)熱軋鋼產(chǎn)品的方法及熱軋鋼
背景技術(shù)：
本發(fā)明具體地涉及對(duì)其進(jìn)行回火退火(temper annealing)的直接淬火的(directquenched)馬氏體片狀鋼(martensitic sheet-like steel),即回火鋼以及它們的生產(chǎn)。本發(fā)明的目的是用于生產(chǎn)根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱軋鋼的方法。本發(fā)明的目的也是根據(jù)權(quán)利要求19所述的熱軋鋼。從EP1860205A1中知道了具有拉伸強(qiáng)度大于980MPa的馬氏體熱軋鋼，這種鋼能夠容易被機(jī)械切割。按重量百分比計(jì)這種鋼的組成為:0.03%-0.10%的碳C、0.2%-2.0%的硅Si,0.5%-2.5% 的錳 Mn,0.02%_0.10% 的鋁 Α1、0.20%-1.5% 的鉻 Cr,0.1-0.5% 的鑰 Mo,并且可以向其中進(jìn)一步加入0.0005%-0.005%的硼Β、0.1%-2.0%的鎳N1、和0.0005%-0.0050%的鈣Ca。這種鋼是在低于400°C的溫度下(例如，在250°C -300°C的溫度下)通過(guò)直接淬火生產(chǎn)的。沒(méi)有對(duì)這種鋼進(jìn)行回火退火(temper annealing)。該公開(kāi)的目的是在沒(méi)有沉淀硬化合金元素(如鈦T1、鈮Nb、釩V)的情況下，以及通過(guò)降低碳C含量并增加鑰MO含量來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械性能。根據(jù)該教導(dǎo)，鑰MO的作用在0.5%Mo的上限終止，此后使其合金化無(wú)意義地提高成本。另外，該公開(kāi)教導(dǎo)可以加入0.1%-2.0%的鎳。這種已知鋼組分和方法的缺點(diǎn)是其至給出的鋼不適宜在應(yīng)用場(chǎng)所用作結(jié)構(gòu)鋼(建筑鋼，structural steel)，因?yàn)樗纳扉L(zhǎng)率和沖擊韌性不是特別好。在所討論的鋼中，難以改進(jìn)伸長(zhǎng)率和沖擊韌性，因?yàn)樗皇翘貏e回火耐受的。此外，一個(gè)缺點(diǎn)是它不是非常適合在使用期間必須長(zhǎng)時(shí)期處于450-600 V的溫度范圍內(nèi)的鋼產(chǎn)品，由于較高的回火脆性(uppertemper brittleness)這是 一個(gè)危險(xiǎn)溫度范圍。在不同的使用狀態(tài)下,鋼可以經(jīng)受這種溫度范圍，如在熱處理中，或在其中鋼結(jié)構(gòu)被再次加熱(通過(guò)加熱修正形狀)的情況下，或其中在所述溫度范圍內(nèi)發(fā)生緩慢冷卻的退火的罩式爐退火期間。當(dāng)經(jīng)受較高的回火脆性時(shí)，鋼在室溫下變脆，從而沒(méi)有什么用處。除了其他情況以外，回火脆性引起在晶界處形成原子分離(atomic segregation),這使得結(jié)構(gòu)減弱。此外，通常已知的是傳統(tǒng)的回火鋼，其碳含量較高(如C水平為0.12%-0.18%)和/或在這些回火鋼中用比根據(jù)本發(fā)明的熱軋鋼中更多的鎳N1、銅Cu或鈮Nb合金化。對(duì)于回火鋼，特別是直接淬火的回火鋼而言，難以在同一鋼中以良好水平同時(shí)實(shí)現(xiàn)所有重要的性質(zhì)(如屈服強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、沖擊韌性、折邊性(flangeability)和回火耐受性)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是消除與已知技術(shù)相關(guān)的缺點(diǎn)以及實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度的熱軋鋼，在直接淬火工藝之后所述高強(qiáng)度的熱軋鋼具有很高的回火耐受性，其中通過(guò)回火，進(jìn)一步使更高的強(qiáng)度(Rp0.2彡890MPa)同時(shí)與良好的沖擊韌性(CharpyV (_20°C)彡37J/cm2)和折邊性以及良好的焊接性結(jié)合。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供涉及回火處理的盡可能簡(jiǎn)單的熱軋鋼的生產(chǎn)方法，SP根據(jù)本發(fā)明的熱軋鋼對(duì)于回火必須盡可能的堅(jiān)固(robust)，或容易回火，其中優(yōu)選進(jìn)行回火處理。例如，對(duì)于回火溫度和用于回火的時(shí)間而言，鋼并不是關(guān)鍵性的，而且它對(duì)于較高回火脆性的趨勢(shì)較低。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，根據(jù)本發(fā)明的方法其特征在于，它被安排為鋼板，按重量百分比計(jì)其組成為
C 0,075-0.12%
Si 0.1-0.8%
Mn 0.8-1.7%
Al 0.015-0.08%
P 小于.0.012%
S 小予 0.005%
Cr 0.2-1.3%
Mo 0.15-0.80%
Ti 0.01-0.05%
B 0.0005-0.003%
V0.02-0.10%
Nb 小于0.3%
Ni 小于1%
Cu 小于0.5%剩余部分為Fe和不可避免的雜質(zhì)，在該方法中將鋼板加熱至1200-1350° C的奧氏體化溫度，并熱軋至所需厚度，使得在最終道次(last pass)所述鋼板的軋棍溫度為760-960° C,在所述最終道次之后使用一步法以30-150° C/s的冷卻速率冷卻至最高為300° C的溫度來(lái)進(jìn)行直接淬火，所述直接淬火是在所述最終熱軋輥道次之后最遲15s進(jìn)行的，以及在200-700° C的溫度下回火退火最多24小時(shí)。根據(jù)本發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí)施方式在權(quán)利要求2-18中給出。根據(jù)本發(fā)明方法的結(jié)果是，熱軋鋼的微觀結(jié)構(gòu)優(yōu)選回火馬氏體，即在鋼中由于直接淬火，形成基本上馬氏體的微觀結(jié)構(gòu)，此后，使鋼經(jīng)受回火退火，其中最終結(jié)果是其沖擊韌性和強(qiáng)度具有期望水平的熱軋鋼產(chǎn)品。

根據(jù)本發(fā)明方法的最大優(yōu)點(diǎn)是回火退火，它顯著改善了鋼產(chǎn)品的沖擊韌性和伸長(zhǎng)率，易于在根據(jù)本發(fā)明的熱軋鋼上實(shí)施。鋼的強(qiáng)度和沖擊韌性特性對(duì)于回火溫度和時(shí)間的改變以及對(duì)于回火之后薄板的冷卻速率都不敏感。使用直接淬火還實(shí)現(xiàn)了鋼的良好的折邊性，與傳統(tǒng)熔爐淬火鋼(furnace-quenched steel)相比,對(duì)于直接淬火的回火鋼而言這通常更難以實(shí)現(xiàn)。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，具體地，根據(jù)本發(fā)明的熱軋鋼組分的特征在于碳C含量和錳Mn含量較低，在給出的范圍內(nèi)，并且另外地，在鋼中總是用給出含量的硼B(yǎng)、釩V和鈦Ti合金化，以便可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。使鈮Nb合金化不是絕對(duì)必要的，并且如果使鈮Nb合金化，那么它的含量是有限的。另外地，鎳Ni含量和銅Cu含量可以非常低，甚至是雜質(zhì)水平。合金元素的顯著性和作用將在本說(shuō)明書(shū)的具體實(shí)施方式
部分進(jìn)一步描述。熱軋鋼的性質(zhì)在獨(dú)立權(quán)利要求19中給出。熱軋鋼的優(yōu)選實(shí)施方式在權(quán)利要求20-36中給出。除了高強(qiáng)度以外，根據(jù)本發(fā)明的熱軋鋼的最大優(yōu)點(diǎn)是，使用根據(jù)本發(fā)明的方法，可以同時(shí)產(chǎn)生良好水平的熱軋鋼的沖擊韌性和折邊性。另外地，根據(jù)本發(fā)明的熱軋鋼具有特別的回火耐受性，例如，由于它的組·成使高強(qiáng)度馬氏體鋼能夠在罩式爐中回火，另外地，同時(shí)有效地限制較高回火脆性的有害作用。實(shí)際上，鋼的沖擊韌性特性是優(yōu)異的(如由焊縫的HAZ (熱影響區(qū)，heat affected zone)面積測(cè)定的),這對(duì)于建筑鋼的應(yīng)用而言是特別重要的。這種鋼也十分適合特別地用于起重機(jī)的焊接吊桿結(jié)構(gòu)。另外地，由于良好的焊接性和折邊性，該鋼具有優(yōu)異的使用性。在本發(fā)明中，出乎意料地發(fā)現(xiàn)，使用所述組分獲得了鋼，在直接淬火之后，所述鋼甚至在典型地用于回火鋼的較高回火脆性的溫度區(qū)(450°C -600°C)中進(jìn)行回火退火，盡管如此在結(jié)構(gòu)鋼中實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的目的。


現(xiàn)在將通過(guò)實(shí)施例，還參照附圖更加詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中圖1以時(shí)間-溫度曲線(xiàn)方式示出了根據(jù)本發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí)施方式的主要步驟，其中本方法過(guò)程步驟的參考號(hào)是:1=爐加熱，2=預(yù)軋制，3=帶材軋制，4=直接淬火，5=卷曲，6=回火退火，圖2示出了焊接試驗(yàn)的設(shè)置，其示出了熔合線(xiàn)FL的測(cè)量點(diǎn)，圖3示出處于回火馬氏體狀態(tài)的根據(jù)本發(fā)明的熱軋鋼的顯微結(jié)構(gòu)，以及圖4以時(shí)間-溫度曲線(xiàn)方式示出了根據(jù)本發(fā)明方法的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式的主要步驟，其中本方法過(guò)程步驟的參考號(hào)是:1=爐加熱，2=預(yù)軋制，3=帶材軋制，4=直接淬火，5=卷曲，6=回火退火。
具體實(shí)施例方式按重量百分比計(jì)根據(jù)本發(fā)明的熱軋鋼的組成是:C0.075-0.12%
SiCU-0.8%
Mn0.8-1.7%
Al0.015-0.08%
P小 Γ 0.012%
S小于 0.005%
Cr0.2-1.3%
Mo0,15-0.80%
Ti0.01-0.05%
B0.0005-0.003%
V0.02-0.10%
Nb小于0.3%
Ni小于1%
Cu 小于0.5%
剩余部分為鐵Fe和不可避免的雜質(zhì)。在下文中更加詳細(xì)地描述了根據(jù)本發(fā)明的熱軋鋼組分，通過(guò)實(shí)施例，通過(guò)每個(gè)組分和最重要的生產(chǎn)參數(shù)獲得的性能。另外，給出了優(yōu)選實(shí)施方式以及它們的優(yōu)點(diǎn)。含量是
重量百分比。
權(quán)利要求
1.種用于生產(chǎn)熱軋鋼產(chǎn)品的方法，其特征在于，它被安排為鋼板，按重量百分比計(jì)其組成如下
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的用于生產(chǎn)熱軋鋼產(chǎn)品的方法，其特征在于，將所述鋼在450-599° C的溫度下回火退火(6)。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的用于生產(chǎn)熱軋鋼產(chǎn)品的方法，其特征在于，將所述鋼在200-449° C的溫度下回火退火(6)。
4.據(jù)權(quán)利要求1所述的用于生產(chǎn)熱軋鋼產(chǎn)品的方法，其特征在于，將所述鋼在600-650° C的溫度下回火退火(6)。
5.據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的用于生產(chǎn)熱軋鋼產(chǎn)品的方法，其特征在于，將所述鋼以最多120° C/s的速度直接淬火(4)。
6.據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的用于生產(chǎn)熱軋鋼產(chǎn)品的方法，其特征在于，將所述鋼直接淬火(4)至最高130° C的最終溫度。
7.據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的用于生產(chǎn)熱軋鋼產(chǎn)品的方法，其特征在于，所述熱軋鋼產(chǎn)品是帶鋼，在直接淬火(4)之后，將所述帶鋼卷曲(5)，并且隨后回火退火(6)。
8.據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,在所述方法中，它被安排為鋼板，按重量百分比計(jì)其V含量是0.04-0.10%，并且按重量百分比計(jì)Nb含量是0.005%。
9.據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述方法中，它被安排為鋼板，按重量百分比計(jì)其V含量是0.04-0.10%,并且按重量百分比計(jì)Nb含量是0.008-0.03%。
10.據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述方法中，它被安排為鋼板，按重量百分比計(jì)其V含量是0.02-0.03%,并且按重量百分比計(jì)Nb含量是0.008-0.03%。
11.據(jù)權(quán)利要求1-10中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述方法中，它被安排為鋼板，按重量百分比計(jì)其Mo含量是0.30-0.80%。
12.據(jù)權(quán)利要求1-11中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述方法中，它被安排為鋼板，按重量百分比計(jì)其N(xiāo)i含量小于0.1%，更優(yōu)選小于0.05%。
13.據(jù)權(quán)利要求1-12中任意一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,在所述方法中，它被安排為鋼板，按重量百分比計(jì)其Cu含量小于0.05%。
14.據(jù)權(quán)利要求1-13中任意一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,在所述方法中，它被安排為鋼板，按重量百分比計(jì)其C含量是0.08-0.11%，更優(yōu)選0.09-0.11%。
15.據(jù)權(quán)利要求1-14中任意一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,在所述方法中，它被安排為鋼板，按重量百分比計(jì)其Si含量是0.1-0.4%，更優(yōu)選0.1-0.3%。
16.據(jù)權(quán)利要求1-15中任意一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,在所述方法中，它被安排為鋼板，按重量百分比計(jì)其Mn含量是0.8-1.4%，更優(yōu)選1.0-1.2%。
17.據(jù)權(quán)利要求1-16中任意一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,在所述方法中，它被安排為鋼板，按重量百分比計(jì)其Cr含量是0.5-1.3%，更優(yōu)選0.8-1.2%。
18.據(jù)權(quán)利要求1-17中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，按重量百分比計(jì)所述鋼的 B 含量是 0.0008-0.002%。
19.種熱軋鋼， 按重量百分比計(jì)其組成為C0.075-0.12% Si0.1-0.8% Mn0.8-1.7% Al0.015-0.08% P小于 0.012% S小于0.005% Cr0.2-1.3% Mo0.15-0.80% Ti0,01-0.05% B0,0005-0.003% V0,02-0.10% Nb小于0.3%Ni小于1% Cu小于0.5% 剩余部分為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
20.據(jù)權(quán)利要求19所述的熱軋鋼，其特征在于，所述熱軋鋼是直接淬火的回火鋼。
21.據(jù)權(quán)利要求19或20所述的熱軋鋼，其特征在于，所述鋼的顯微結(jié)構(gòu)的晶粒平均扁平率大于2，即H/W>2。
22.據(jù)權(quán)利要求19或21所述的熱軋鋼，其特征在于，所述鋼的顯微結(jié)構(gòu)的晶粒平均扁平率大于4，即H/W>4。
23.據(jù)權(quán)利要求19-22中任意一項(xiàng)所述的熱軋鋼，其特征在于，所述熱軋鋼的顯微結(jié)構(gòu)是回火馬氏體，所述鋼的屈服強(qiáng)度至少為890MPa，在-40° C的溫度下測(cè)定的Charpy V沖擊韌性至少為37J/cm2。
24.據(jù)權(quán)利要求19-23中任意一項(xiàng)所述的熱軋鋼，其特征在于，所述熱軋鋼是帶鋼。
25.據(jù)權(quán)利要求19-24中任意一項(xiàng)所述的熱軋鋼,其特征在于,描述對(duì)于縱向沖擊試驗(yàn)棒，在-40° C的溫度下定義的所述鋼的沖擊韌性的TBI指數(shù)是至少120。
26.據(jù)權(quán)利要求19-25中任意一項(xiàng)所述的熱軋鋼,其特征在于,描述對(duì)于縱向沖擊試驗(yàn)棒，在-40° C的溫度下定義的所述鋼的沖擊韌性的UTBI指數(shù)是至少100。
27.據(jù)權(quán)利要求19-26中任意一項(xiàng)所述的熱軋鋼，其特征在于，按重量百分比計(jì)所述鋼的V含量是0.04-0.10%,并且按重量百分比計(jì)Nb含量小于0.005%。
28.據(jù)權(quán)利要求19-26中任意一項(xiàng)所述的熱軋鋼，其特征在于，按重量百分比計(jì)所述鋼的V含量是0.04-0.10%,并且按重量百分比計(jì)Nb含量是0.008-0.03%。
29.據(jù)權(quán)利要求19-26中任意一項(xiàng)所述的熱軋鋼，其特征在于，按重量百分比計(jì)所述鋼的V含量是0.02-0.03%,并且按重量百分比計(jì)Nb含量是0.008-0.03%。
30.據(jù)權(quán)利要求19-29中任意一項(xiàng)所述的熱軋鋼，其特征在于，按重量百分比計(jì)所述鋼的Mo含量是0.30-0.80%ο
31.據(jù)權(quán)利要求19-30中任意一項(xiàng)所述的熱軋鋼，其特征在于，按重量百分比計(jì)所述鋼的Ni含量小于0.1%，更優(yōu)選小于0.05%。
32.據(jù)權(quán)利要求19-31中任意一項(xiàng)所述的熱軋鋼，其特征在于，按重量百分比計(jì)所述鋼的Cu含量小于0.05%。
33.據(jù)權(quán)利要求19-32中任意一項(xiàng)所述的熱軋鋼，其特征在于，按重量百分比計(jì)所述鋼的C含量是0.08-0.11%,更優(yōu)選0.09-0.11%。
34.據(jù)權(quán)利要求19-33中任意一項(xiàng)所述的熱軋鋼，其特征在于，按重量百分比計(jì)所述鋼的Si含量是0.1-0.4%，更優(yōu)選0.1-0.3%。
35.據(jù)權(quán)利要求19-34中任意一項(xiàng)所述的熱軋鋼，其特征在于，按重量百分比計(jì)所述鋼的Mn含量是0.8-1.4%,更優(yōu)選1.0-1.2%。
36.據(jù)權(quán)利要求19-35中任意一項(xiàng)所述的熱軋鋼，其特征在于，按重量百分比計(jì)所述鋼的Cr含量是0.5-1.3%,更優(yōu)選0.8-1.2%。
37.據(jù)權(quán)利要求19-36中任意一項(xiàng)所述的熱軋鋼，其特征在于，按重量百分比計(jì)所述鋼的B含量是0.0008-0.002%。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于由鋼生產(chǎn)熱軋鋼的方法，按重量百分比計(jì)其組成為C 0.075-0.12%、Si 0.1-0.8%、Mn 0.8-1.7%、Al 0.015-0.08%、P小于0.012%、S小于0.005%、Cr 0.2-1.3%、Mo 0.15-0.80%、Ti 0.01-0.05%、B 0.0005-0.003%、V 0.02-0.10%、Nb小于0.3%、Ni小于1%、Cu小于0.5%，剩余部分為鐵和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明具體地涉及對(duì)其進(jìn)行回火退火的直接淬火的馬氏體片狀鋼，即回火鋼以及它們的生產(chǎn)。根據(jù)本發(fā)明的熱軋鋼在直接淬火處理之后具有優(yōu)異的回火耐受性，其中通過(guò)回火，進(jìn)一步使得高強(qiáng)度(Rp0.2≥890MPa)同時(shí)地與良好的沖擊韌性(Charpy V(-20℃)≥37J/cm2)和折邊性以及良好的焊接性結(jié)合。
文檔編號(hào)C21D1/25GK103097556SQ201180039212
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月7日
發(fā)明者亞爾科·溫帕里, 托米·利馬泰嫩, 米科·黑米拉, 阿里·希爾維, 亞科·薩沃拉, 尤哈·庫(kù)奧帕拉, 薩卡里·蒂希寧, 佩伊維·塔米寧, 泰穆·佩爾托寧 申請(qǐng)人:羅奇鋼鐵公司