一種鋼板的生產(chǎn)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種鋼板的生產(chǎn)方法，該生產(chǎn)方法包括：將鋼水連鑄得到板坯，對(duì)所述板坯依次進(jìn)行加熱、粗軋、精軋和冷卻，其中，以所述板坯的總重量為基準(zhǔn)，所述板坯中含有：0.16-0.18重量%的碳，0.35-0.60重量%的硅，1.30-1.60重量%的錳，0.06-0.08重量%的釩，0.015-0.020重量%的鈦，0.012-0.016重量%的氮，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明的鋼板的生產(chǎn)方法，無(wú)需使用昂貴的鈮鐵合金，且生產(chǎn)出的鋼板具有較高的強(qiáng)度和韌性以及較低的屈強(qiáng)比。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種鋼板的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及塑性加工領(lǐng)域，具體地，涉及一種鋼板的生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)用鋼板已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于我國(guó)的一些重點(diǎn)工程中，目前，在生產(chǎn)高強(qiáng)度級(jí)別的鋼板時(shí)，微合金鋼采用控制軋制和控制冷卻工藝是主要途徑之一，較常見(jiàn)的是采用鈮-釩復(fù)合微合金化或者是單獨(dú)采用鈮微合金化，在目前市場(chǎng)情況下，鈮的價(jià)格較高造成鈮-釩復(fù)合微合金化和鈮微合金化的成本較高，并且，在對(duì)鋼水連鑄的過(guò)程中鑄坯容易產(chǎn)生橫向裂紋，且熱加工工藝非常復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種鋼板的生產(chǎn)方法，利用該方法生產(chǎn)鋼板，無(wú)需使用昂貴的鈮鐵合金，且生產(chǎn)出的鋼板具有較高的強(qiáng)度和韌性以及較低的屈強(qiáng)比。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種鋼板的生產(chǎn)方法，該生產(chǎn)方法包括:將鋼水連鑄得到板坯，對(duì)所述板坯依次進(jìn)行加熱、粗軋、精軋和冷卻，其中，以所述板坯的總重量為基準(zhǔn)，所述板坯中含有:0 .16-0.18重量％的碳，0.35-0.60重量％的硅，1.30-1.60重量％的錳，0.06-0.08重量％的釩，0.015-0.020重量％的鈦，0.012-0.016重量％的氮，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0005]優(yōu)選地，所述精軋的開(kāi)軋溫度為850_920°C，終軋溫度為830_870°C。
[0006]優(yōu)選地，所述冷卻的速度為6-10°C /S。
[0007]優(yōu)選地，對(duì)所述板坯加熱時(shí)，使所述板坯加熱至1170-1200°C。
[0008]優(yōu)選地，所述粗軋的開(kāi)軋溫度為1150_1180°C。
[0009]優(yōu)選地，所述粗軋的總壓下率為60-65%。
[0010]優(yōu)選地，所述鋼板的厚度為40_70mm。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述鋼板的金相組織由鐵素體和珠光體組成。
[0012]優(yōu)選地，所述鋼板的屈服強(qiáng)度大于或者等于460MPa。
[0013]通過(guò)上述技術(shù)方案，采用釩-氮微合金化技術(shù)生產(chǎn)高強(qiáng)度鋼，在鋼中形成釩的碳、氮以及碳氮化合物，利用釩在基體中的溶解與析出機(jī)理抑制基體晶粒的長(zhǎng)大并形成沉淀強(qiáng)化作用。氮元素不僅價(jià)格低廉，而且增加氮有利于釩的析出，在鋼板的強(qiáng)度不變的情況下，通過(guò)添加廉價(jià)的氮可以降低釩的使用量，并且，該生產(chǎn)方法中，無(wú)需使用昂貴的鈮鐵合金，因而，利用該生產(chǎn)方法降低了高強(qiáng)度鋼板的生產(chǎn)成本。并且，該生產(chǎn)方法中，通過(guò)合理設(shè)計(jì)各種成分的化學(xué)質(zhì)量比例，使生產(chǎn)出的鋼板具有優(yōu)良的力學(xué)性能，在設(shè)計(jì)好鋼水化學(xué)成分的基礎(chǔ)上，采用控制軋制和控制冷卻技術(shù)，達(dá)到優(yōu)化鋼板的金相組織和力學(xué)性能的目的。
[0014]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】[0015]以下對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0016]本發(fā)明提供了一種鋼板的生產(chǎn)方法，該生產(chǎn)方法包括:將鋼水連鑄得到板坯，對(duì)所述板坯依次進(jìn)行加熱、粗軋、精軋和冷卻，其中，以所述板坯的總重量為基準(zhǔn)，所述板坯中含有:0.16-0.18 重量 % 的碳，0.35-0.60 重量 % 的硅，1.30-1.60 重量 % 的錳，0.06-0.08 重量％的釩，0.015-0.020重量％的鈦，0.012-0.016重量％的氮，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0017]在上述的生產(chǎn)方法中，采用釩-氮微合金化技術(shù)生產(chǎn)高強(qiáng)度鋼，在鋼中形成釩的碳、氮以及碳氮化合物，利用釩在基體中的溶解與析出機(jī)理抑制基體晶粒的長(zhǎng)大并產(chǎn)生沉淀強(qiáng)化作用。氮元素不僅價(jià)格低廉，而且相比于VC，VN的穩(wěn)定性較高，即VN具有更低的自由能，增加氮有利于釩的析出，在鋼板的強(qiáng)度不變的情況下，通過(guò)添加廉價(jià)的氮可以降低釩的使用量，并且，該生產(chǎn)方法中，無(wú)需使用昂貴的鈮鐵合金，因而，利用該生產(chǎn)方法降低了高強(qiáng)度鋼板的生產(chǎn)成本。
[0018]并且，該生產(chǎn)方法中，通過(guò)合理設(shè)計(jì)各種成分的化學(xué)質(zhì)量比例，尤其是釩與氮的比例，使生產(chǎn)出的鋼板具有優(yōu)良的力學(xué)性能。在設(shè)計(jì)好鋼水化學(xué)成分的基礎(chǔ)上，采用例如TMCP的控制軋制和控制冷卻技術(shù)，達(dá)到優(yōu)化鋼板的金相組織和力學(xué)性能的目的。
[0019]在本實(shí)施方 式中，首先煉好的鋼水不經(jīng)真空處理直接連鑄(例如采用二冷水控制連鑄)，并且可以在結(jié)晶器的下端對(duì)鑄坯施以輕壓以防止枝晶偏析。
[0020]然后，將連鑄形成的板坯在加熱爐中加熱，對(duì)板坯加熱時(shí)，使板坯加熱至1170-1200°C。板坯被加熱至的溫度需要考慮原始奧氏體晶粒的均勻程度和合金元素的固溶程度等，在能夠保證合金元素固溶的較低的溫度下對(duì)板坯進(jìn)行適宜時(shí)長(zhǎng)的熱處理，從而保證合金元素固溶同時(shí)防止奧氏體晶粒粗化。
[0021]本實(shí)施方式中，采用兩階段控制軋制，即粗軋為在奧氏體再結(jié)晶區(qū)軋制、精軋為在奧氏體未結(jié)晶區(qū)軋制。
[0022]在粗軋(奧氏體再結(jié)晶區(qū)軋制)時(shí)，通過(guò)奧氏體反復(fù)再結(jié)晶使奧氏體晶粒細(xì)化，這樣由奧氏體相變生成的鐵素體晶粒也將是細(xì)化的，從而提高鋼板的韌性。精軋時(shí)，隨著形變量的積累形成大量被拉長(zhǎng)的形變奧氏體，晶粒內(nèi)產(chǎn)生大量的滑移帶和錯(cuò)位，增大了有效晶界面積，增大了鐵素體形核位置和形核率；VN析出，釩抑制再結(jié)晶，延長(zhǎng)再結(jié)晶開(kāi)始的時(shí)間，同時(shí)降低奧氏體動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的溫度，使得軋制仍在奧氏體再結(jié)晶區(qū)進(jìn)行，并且，變形誘導(dǎo)了 VN、V (C，N)(釩的碳氮化合物)和VC在奧氏體中析出，VN、V (C，N)和VC為奧氏體晶內(nèi)的鐵素體相變提供了形核核心，且析出的VN、V (C，N)和VC通過(guò)釘扎作用抑制再結(jié)晶的奧氏體長(zhǎng)大，因而也增加了有效晶界的長(zhǎng)度，使得到奧氏體的晶內(nèi)和晶界均提供了大量的鐵素體形核位置，細(xì)化相變后的鐵素體晶粒，從而使得生產(chǎn)出的鋼板具有較高的強(qiáng)度和韌性。
[0023]在本實(shí)施方式中，粗軋的開(kāi)軋溫度優(yōu)選為1150_1180°C，以與板坯在加熱爐中到達(dá)的溫度相對(duì)應(yīng)。為了保證鋼板沿整個(gè)厚度方向的晶粒均勻，并且保證后續(xù)的精軋過(guò)程中也能夠有足夠大的總壓下率，從而不會(huì)導(dǎo)致晶粒粗大，因而，粗軋的總壓下率優(yōu)選為60-65%。
[0024]精軋?jiān)趭W氏體未結(jié)晶區(qū)內(nèi)并且在VN的析出溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，優(yōu)選地，為了使精軋能夠在釩在奧氏體中析出的動(dòng)力最大，使奧氏體中較短時(shí)間內(nèi)析出較多的VN，因而，精軋的開(kāi)軋溫度為850-920°C。終軋溫度不僅對(duì)冷卻速度產(chǎn)生影響，而且，終軋溫度過(guò)高造成最終組織不能得到充分地細(xì)化，使鋼板韌性變差，而終軋溫度過(guò)低則會(huì)使鐵素體受到加工變形，同樣導(dǎo)致組織粗化、韌性變差，因此，優(yōu)選地，終軋溫度為830-870°C?；谄渌能堉茥l件，精軋的總壓下率可以設(shè)置為40-70%，以使鐵素體的晶粒足夠細(xì)小，生產(chǎn)出的鋼板的力學(xué)性能優(yōu)良。
[0025]在軋制后，進(jìn)行控制冷卻以控制熱變形后的奧氏體晶粒狀態(tài)，不降低鋼板韌性而進(jìn)一步優(yōu)化鋼板的強(qiáng)度。首先為了保證鋼板的最終組織鐵素體+珠光體，不會(huì)出現(xiàn)其它的組織；其次，由于軋制之后的冷卻過(guò)程中有V (C，N)析出，冷卻的速度過(guò)慢時(shí)雖然會(huì)使V (C，N)析出量增加、有利于提高析出強(qiáng)化效果，但是卻會(huì)使鐵素體晶粒長(zhǎng)大而造成強(qiáng)度和韌性惡化；冷卻的速度過(guò)快則會(huì)造成鋼板的組織不均勻，并且無(wú)法保證有足夠的時(shí)間而使V (C，N)能夠充分地析出，因而，優(yōu)選地，所述冷卻的速度為6-10°C /s。
[0026]本實(shí)施方式中，冷卻入口溫度(熱軋板進(jìn)入冷卻段時(shí)的溫度)為760_800°C，冷卻出口溫度(熱軋板離開(kāi)冷卻段時(shí)的溫度)為650-680°C。
[0027]通過(guò)本發(fā)明的生產(chǎn)方法生產(chǎn)出的鋼板的金相組織由鐵素體和珠光體組成,其中，鐵素體所占比例較高、珠光體所占的比例較低。
[0028]本發(fā)明的鋼板的生產(chǎn)方法適用熱軋生產(chǎn)厚度70mm以下的鋼板，例如，所述鋼板的厚度可以為40-70mm，并且，利用本發(fā)明的鋼板的生產(chǎn)方法可以生產(chǎn)出屈服強(qiáng)度大于或者等于460MPa的鋼板。
[0029]以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0030]另外需要說(shuō)明的是，在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。
[0031]此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開(kāi)的內(nèi)容。
[0032]以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0033]實(shí)施例1-10
[0034]本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明提供的鋼板的生產(chǎn)方法。
[0035]分別對(duì)鐵水進(jìn)行冶煉，得到組成如表1所示的鋼水，之后將該鋼水連鑄(采用二水冷控制)成板坯；將連鑄得到的板坯分別依次進(jìn)行加熱、粗軋、精軋和冷卻，并最終制得鋼板。其中，采用天然氣加熱爐對(duì)板坯加熱、采用TMCP技術(shù)對(duì)板坯進(jìn)行控制軋制得到熱軋板并采用層流冷卻方式對(duì)所述熱軋板進(jìn)行控制冷卻得到最終的鋼板，在加熱爐中將板坯加熱至的溫度(板坯加熱溫度)、粗軋的開(kāi)軋溫度、精軋的開(kāi)軋溫度、終軋溫度、冷卻的速度、冷卻入口溫度和冷卻出口溫度分別如表2所示，粗軋的總壓下率、連鑄得到的板坯的厚度、粗軋得到的中間坯的厚度以及成品鋼板的厚度分別如表3所示。
[0036]表1
[0037]
【權(quán)利要求】
1.一種鋼板的生產(chǎn)方法，該生產(chǎn)方法包括:將鋼水連鑄得到板坯，對(duì)所述板坯依次進(jìn)行加熱、粗軋、精軋和冷卻，其特征在于，以所述板坯的總重量為基準(zhǔn)，所述板坯中含有:0.16-0.18 重量 % 的碳，0.35-0.60 重量 % 的硅，1.30-1.60 重量 % 的錳，0.06-0.08 重量 %的釩，0.015-0.020重量%的鈦，0.012-0.016重量%的氮，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼板的生產(chǎn)方法，其中，所述精軋的開(kāi)軋溫度為850-920°C，終軋溫度為830-870°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋼板的生產(chǎn)方法，其中，所述冷卻的速度為6-10°C/S。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼板的生產(chǎn)方法，其中，對(duì)所述板坯加熱時(shí)，使所述板坯加熱至 1170-1200℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的鋼板的生產(chǎn)方法，其中，所述粗軋的開(kāi)軋溫度為1150-1180°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼板的生產(chǎn)方法，其中，所述粗軋的總壓下率為60-65%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼板的生產(chǎn)方法，其中，所述鋼板的厚度為40-70mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼板的生產(chǎn)方法，其中，所述鋼板的金相組織由鐵素體和珠光體組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼板的生產(chǎn)方法，其中，所述鋼板的屈服強(qiáng)度大于或者等于460MPa。
【文檔編號(hào)】C21D8/02GK103924154SQ201310012625
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2013年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月14日
【發(fā)明者】楊雄飛, 郭華, 徐權(quán), 陳永, 姚永國(guó) 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司