一種高屈強(qiáng)比超細(xì)晶mr鋼超薄板的生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高屈強(qiáng)比超細(xì)晶MR鋼超薄板的生產(chǎn)方法，屬金屬材料加工和金屬熱處理【技術(shù)領(lǐng)域】。將2.0~3.0mm厚度的MR鋼熱軋鋼板，一軋程軋制成0.13~0.18mm的MR鋼超薄板；再利用連續(xù)退火爐對(duì)MR鋼超薄鋼板進(jìn)行退火處理，升溫速率為16~30oC/s，加熱溫度為560~650oC，保溫時(shí)間為10~40s，并用純氫氣氛冷卻至250~320oC，冷卻用氫氣的壓力控制在0.6~1.0MPa范圍；再經(jīng)120~180s時(shí)效處理，得到平均晶粒尺寸分布在3.2~4.8μm范圍內(nèi)超細(xì)晶顯微組織；經(jīng)0.2~0.5%的恒延伸率平整處理，屈強(qiáng)比指標(biāo)在0.97~0.99。本發(fā)明制備的MR鋼超薄板具有本領(lǐng)域最薄的產(chǎn)品厚度尺寸，且擁有最為再結(jié)晶晶粒細(xì)小的及最高指標(biāo)的屈強(qiáng)比，力學(xué)性能卓越。
【專利說明】—種高屈強(qiáng)比超細(xì)晶MR鋼超薄板的生產(chǎn)方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高屈強(qiáng)比超細(xì)晶MR鋼超薄板的生產(chǎn)方法，屬于金屬材料加工和金屬熱處理【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]鍍錫板(俗稱馬口鐵)，一般是指在薄的低碳鋼板上電鍍純錫防腐層的冷軋鋼板，它結(jié)合了低碳薄鋼板和金屬錫的優(yōu)點(diǎn)，成品富有魅力的金屬光澤。但該產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)復(fù)雜、制造流程長、質(zhì)量要求高，性能方面要求強(qiáng)度高、成形性好、耐蝕性優(yōu)良、焊接性強(qiáng)、外觀光澤、印刷著色性好、鍍錫層無毒等特點(diǎn)，是各類包裝領(lǐng)域重要的包裝材料之一。其中，在食品包裝領(lǐng)域，尤其以MR鋼鍍錫板的應(yīng)用最為廣泛，質(zhì)量要求也最高，作為生產(chǎn)馬口鐵專用基板之一，MR鋼是食品級(jí)鍍錫板的首選材質(zhì)。MR鋼鍍錫板在灌裝飲料、粉體食品包裝罐、高檔食品外包裝盒領(lǐng)域具有較高的市場(chǎng)占有率，應(yīng)用較為普遍?！颈尘凹夹g(shù)】存在以下問題:近年來，高端MR鋼新產(chǎn)品逐步向減薄化方向發(fā)展,勢(shì)必對(duì)其力學(xué)性能提出更高的要求。如何在不改變MR鋼原有化學(xué)成分和生產(chǎn)成本的條件下，通過改進(jìn)生產(chǎn)工藝參數(shù)，獲得高屈強(qiáng)比的MR鋼超薄板產(chǎn)品，是該類產(chǎn)品亟需解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的是提供一種高屈強(qiáng)比超細(xì)晶MR鋼超薄板的生產(chǎn)方法，通過優(yōu)化生產(chǎn)過程的冷軋及連續(xù)退火工藝參數(shù)水平，利用冷軋大變形量促進(jìn)連續(xù)退火再結(jié)晶晶粒細(xì)化的技術(shù)原理，借助鐵素體鋼細(xì)晶強(qiáng)化的技術(shù)手段，在MR鋼超薄板中得到了超細(xì)晶顯微組織，并使其獲得穩(wěn)定的高屈強(qiáng)比力學(xué)性能指標(biāo)，解決【背景技術(shù)】中存在的上述問題。
[0004]發(fā)明的技術(shù)方案是:一種高屈強(qiáng)比超細(xì)晶MR鋼超薄板的生產(chǎn)方法，包含如下步驟:
①將厚度為2.0-3.0mm的MR鋼熱軋卷板，利用可逆式冷軋機(jī)一軋程軋制成厚度為
0.13^0.18mm的MR鋼超薄板，中間無需退火處理，冷軋壓下率控制在91、6%，將冷軋纖維狀組織的厚度減薄至0.1mm以下；
②利用連續(xù)退火爐對(duì)MR鋼超薄板進(jìn)行退火處理；MR鋼超薄板在退火爐加熱段，由室溫加熱至56(T650°C，升溫速率維持在16~30°C/s，并在均熱段保溫l(T40s ;再由純氫氣氛快速冷卻至25(T320°C，冷卻氫氣的壓力維持在0.6~1.0MPa范圍；并在此溫度下，經(jīng)12(Tl80s時(shí)效處理，進(jìn)一步緩冷至室溫，得到平均晶粒尺寸分布在3.2~4.8μπι范圍內(nèi)超細(xì)晶顯微組織；
③將退火處理的MR鋼超薄板在平整機(jī)上進(jìn)行平整處理；平整延伸率控制在0.r
0.5%，得到MR鋼超薄板屈強(qiáng)比指標(biāo)在0.97、.99范圍內(nèi)。
[0005]本發(fā)明所制備的高屈強(qiáng)比超細(xì)晶MR鋼超薄板，其平均晶粒尺寸范圍為
3.2~4.8 μ m，屈強(qiáng)比指標(biāo)為0.97~0.99。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn):步驟①中將MR鋼熱軋卷一軋程軋制減薄至0.13^0.18mm,其主要目的在于，一是保證冷軋MR鋼超薄板在退火前經(jīng)受較高的變形量，在基體中儲(chǔ)存較高的機(jī)械能，為退火再結(jié)晶提供足夠的動(dòng)力來源；二是大幅度減小軋制組織的晶粒尺寸，促使纖維狀組織進(jìn)一步發(fā)展，從而保證退火后獲得超細(xì)晶顯微組織；三是采用一軋程軋制工藝技術(shù)，既可以避免常規(guī)二軋程之間不得不進(jìn)行的退火處理，又能大幅度縮短薄板的生產(chǎn)時(shí)間；由此可見，優(yōu)化后的冷軋工藝技術(shù)，將顯著降低MR鋼超薄板的生產(chǎn)成本，起到“節(jié)能降耗”的目的。
[0007]步驟②中設(shè)定的連續(xù)退火溫度、升溫速率、均熱段保溫時(shí)間、冷卻段溫度及冷卻過程氫氣壓力數(shù)值范圍，均是經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)證實(shí)的最佳工藝參數(shù)，使一軋程生產(chǎn)的MR鋼超薄板獲得晶粒尺寸均勻的超細(xì)晶顯微組織。其中，(I)設(shè)計(jì)加熱溫度范圍可以保證不同厚度的超薄板在此溫度范圍內(nèi)完成組織的完全再結(jié)晶過程；(2)較快的升溫速率將減少冷軋纖維狀組織在回復(fù)階段停留的時(shí)間，再結(jié)晶過程保留足夠的驅(qū)動(dòng)能，而且，優(yōu)化后的升溫速率，還能避免發(fā)生再結(jié)晶晶粒的突發(fā)長大，確保再結(jié)晶晶粒尺寸的均勻性；(3)均熱段保溫一段時(shí)間，是為了確保冷軋組織擁有足夠的時(shí)間實(shí)現(xiàn)完全再結(jié)晶；(4)采用純氫氣介質(zhì)對(duì)超薄板進(jìn)行冷卻處理，既是利用氫氣高導(dǎo)熱系數(shù)的優(yōu)勢(shì)，對(duì)超薄板進(jìn)行快速冷卻，又能防止因冷速不足，引起冷卻階段出現(xiàn)晶粒長大。因此，經(jīng)上述幾個(gè)方面技術(shù)參數(shù)的全面優(yōu)化，最終在MR鋼超薄板中獲得晶粒尺寸均勻細(xì)小的超細(xì)晶顯微組織。
[0008]步驟③中確定的小變形量平整延伸率，一方面消除退火處理產(chǎn)生的屈服平臺(tái)，另一方面避免超薄板在平整過程發(fā)生過量塑性變形，使得MR鋼超薄板擁有較好的加工性能，提高后續(xù)沖壓產(chǎn)品的成材率。
[0009]近年來，隨著食品包裝行業(yè)逐步推行“綠色包裝”概念及提高“節(jié)能降耗”指標(biāo)的發(fā)展方向，這要求食品包裝用MR鋼既要向減薄化方向發(fā)展，又不以喪失其力學(xué)性能為代價(jià)。本發(fā)明在鍍錫板用MR鋼生產(chǎn)過程中，大膽創(chuàng)新生產(chǎn)工藝技術(shù)，引入先進(jìn)的材料強(qiáng)化技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)高屈強(qiáng)比MR鋼超薄板產(chǎn)品的技術(shù)突破。
[0010]本發(fā)明有益效果為: 本發(fā)明所制備的高屈強(qiáng)比超細(xì)晶MR鋼超薄板，其平均晶粒尺寸范圍為3.2~4.8μπι，屈強(qiáng)比指標(biāo)為0.97、.99。本發(fā)明制備的MR鋼超薄板具有本領(lǐng)域最薄的產(chǎn)品厚度尺寸，且在相同厚度的同類產(chǎn)品中，擁有最為細(xì)小的再結(jié)晶晶粒，及最高指標(biāo)的屈強(qiáng)比，展示出卓越的力學(xué)性能。滿足最終鍍錫板高加工成形性要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制備的MR鋼超薄板金相組織；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例2制備的MR鋼超薄板金相組織；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例3制備的MR鋼超薄板金相組織；
圖4為本發(fā)明實(shí)施例1制備的MR鋼超薄板晶粒尺寸分布情況；
圖5為本發(fā)明實(shí)施例2制備的MR鋼超薄板晶粒尺寸分布情況；
圖6為本發(fā)明實(shí)施例3制備的MR鋼超薄板晶粒尺寸分布情況；
圖7為本發(fā)明制備的MR鋼超薄板力學(xué)拉伸曲線；圖中:(a)實(shí)施例1曲線；(b)實(shí)施例2曲線；(c)實(shí)施例3曲線。
【具體實(shí)施方式】[0012]以下通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0013]本發(fā)明的實(shí)施例，以2.0-3.0mm厚度的熱軋MR鋼板為原料，在可逆式冷軋機(jī)上，采用一軋程冷軋工藝，軋制成厚度為0.13^0.18mm的MR鋼超薄板，冷軋壓下率控制在91、6%范圍內(nèi)，冷軋纖維狀組織的厚度控制在0.1mm以下；再利用連續(xù)退火爐對(duì)MR鋼超薄板進(jìn)行退火處理，獲得晶粒尺寸均勻細(xì)小的超細(xì)晶顯微組織；經(jīng)平整處理后，得到無屈服平臺(tái)且屈強(qiáng)比較高的MR鋼超薄板產(chǎn)品。利用本發(fā)明方法制備的MR鋼超薄板，在同類產(chǎn)品中，展示出卓越的高屈強(qiáng)比力學(xué)性能指標(biāo)。
[0014]下述實(shí)施例中所使用的2.0-3.0mm厚熱軋MR鋼板均購自某鋼鐵公司不銹鋼分公司；薄板的冷軋加工過程及全氫連續(xù)退火處理工藝均采用公知公用的相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備完成；金相組織分析采用Zeizz M12顯微鏡完成；力學(xué)性能測(cè)試在Zwick公司生產(chǎn)的Z330型拉伸機(jī)上進(jìn)行。
[0015]實(shí)施例1:將2.0mm厚度熱軋MR鋼板，利用可逆式冷軋機(jī)，采用優(yōu)化設(shè)計(jì)的一軋程工藝制度，軋制成厚度為0.18mm的MR鋼超薄板，冷軋壓下率為91%。之后，利用連續(xù)退火爐對(duì)MR鋼超薄板進(jìn)行再結(jié)晶退火處理，升溫速率為16°C/s，加熱溫度為560°C，保溫時(shí)間為40s ;應(yīng)用0.6MPa壓力的純氫氣氛，將MR鋼超薄板快速冷卻至250°C ;并經(jīng)120s時(shí)效處理后，使MR鋼超薄板緩慢冷卻至室溫；退火后的MR鋼超薄板經(jīng)0.5%延伸率的平整技術(shù)處理，制成鍍錫用原料基板。
[0016]實(shí)施例1制備得到的MR鋼超薄板金相組織照片見附圖1，晶粒尺寸分布情況見附圖4，力學(xué)拉伸曲線見附圖7中的(a)。本發(fā)明制備的MR鋼超薄板平均晶粒尺寸為3.2μπι，屈強(qiáng)比達(dá)到0.99。
[0017]實(shí)施例2 -M 2.5mm厚度熱軋MR鋼板，利用可逆式冷軋機(jī),采用優(yōu)化設(shè)計(jì)的一軋程工藝制度，軋制成厚度為0.16mm的MR鋼超薄板，冷軋壓下率為93%。之后，利用連續(xù)退火爐對(duì)MR鋼超薄板進(jìn)行再結(jié)晶退火處理，升溫速率為23°C/s，加熱溫度為600°C，保溫時(shí)間為25s ;應(yīng)用0.8MPa壓力的純氫氣氛，將MR鋼超薄板快速冷卻至285°C ;并經(jīng)150s時(shí)效處理后，使MR鋼超薄板緩慢冷卻至室溫；退火后的MR鋼超薄板經(jīng)0.35%延伸率的平整技術(shù)處理，制成鍍錫用原料基板。
[0018]實(shí)施例2制備得到的MR鋼超薄板金相組織照片見附圖2，晶粒尺寸分布情況見附圖5，力學(xué)拉伸曲線見附圖7中的(b)。本發(fā)明制備的MR鋼超薄板平均晶粒尺寸為4.0μπι，屈強(qiáng)比達(dá)到0.98。
[0019]實(shí)施例3:將3.0mm厚度 熱軋MR鋼板，利用可逆式冷軋機(jī)，采用優(yōu)化設(shè)計(jì)的一軋程工藝制度，軋制成厚度為0.13mm的MR鋼超薄板，冷軋壓下率為96%。之后，利用連續(xù)退火爐對(duì)MR鋼超薄板進(jìn)行再結(jié)晶退火處理，升溫速率為30°C/s，加熱溫度為650°C，保溫時(shí)間為IOs ;應(yīng)用1.0MPa壓力的純氫氣氛，將MR鋼超薄板快速冷卻至320°C ;并經(jīng)180s時(shí)效處理后，使MR鋼超薄板緩慢冷卻至室溫；退火后的MR鋼超薄板經(jīng)0.2%延伸率的平整技術(shù)處理，制成鍍錫用原料基板。
[0020]實(shí)施例3制備得到的MR鋼超薄板金相組織照片見附圖3，晶粒尺寸分布情況見附圖6，力學(xué)拉伸曲線見附圖7中的(C)。本發(fā)明制備的MR鋼超薄板平均晶粒尺寸為4.8μπι，屈強(qiáng)比達(dá)到0.97。
【權(quán)利要求】
1.一種高屈強(qiáng)比超細(xì)晶MR鋼超薄板的生產(chǎn)方法，其特征在于包含如下步驟: ①將厚度為2.0-3.0mm的MR鋼熱軋卷板，利用可逆式冷軋機(jī)一軋程軋制成厚度為0.13~0.18mm的MR鋼超薄板，中間無需退火處理，冷軋壓下率控制在91~96%，將冷軋纖維狀組織的厚度減薄至0.1mm以下； ②利用連續(xù)退火爐對(duì)MR鋼超薄板進(jìn)行退火處理；MR鋼超薄板在退火爐加熱段，由室溫加熱至56(T650°C，升溫速率維持在16~30°C/s，并在均熱段保溫l(0~40s ;再由純氫氣氛快速冷卻至25(T320°C，冷卻氫氣的壓力維持在0.6~1.0MPa范圍；并在此溫度下，經(jīng)12(Tl80s時(shí)效處理，進(jìn)一步緩冷至室溫； ③將退火處理的MR鋼超薄板在平整機(jī)上進(jìn)行平整處理；平整延伸率控制在0.2~0.5%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高屈強(qiáng)比超細(xì)晶MR鋼超薄板的生產(chǎn)方法，其特征在于:所制備的高屈強(qiáng)比超細(xì)晶MR鋼超薄板，其平均晶粒尺寸范圍為3.2~4.8 μ m,屈強(qiáng)比指標(biāo)為0.97~0.99。
【文檔編號(hào)】C21D8/04GK103468908SQ201310319316
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月26日
【發(fā)明者】孫中華, 張鵬, 陳文 , 劉潔, 孫曉冉, 張倩, 劉宏強(qiáng) 申請(qǐng)人:河北鋼鐵股份有限公司