本發(fā)明涉及高強(qiáng)鋼生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用薄板坯直接軋制的900MPa級(jí)熱軋薄鋼板及其制造方法。

背景技術(shù)：

近年來，隨著相關(guān)領(lǐng)域朝著低成本、輕量化、優(yōu)質(zhì)化的方向發(fā)展，薄規(guī)格、超高強(qiáng)度鋼的需求日益增大。以工程機(jī)械為例，混凝土泵車臂架、汽車起重機(jī)伸縮臂、履帶式起重機(jī)拉板等關(guān)鍵部件已要求采用超高強(qiáng)度薄鋼板進(jìn)行制作，以減少自重、提高設(shè)備效率、降低能耗。在汽車領(lǐng)域，超高強(qiáng)度薄鋼板已應(yīng)用于車身骨架結(jié)構(gòu)件和安全件。超高強(qiáng)度薄鋼板的應(yīng)用推動(dòng)了裝備輕量化與節(jié)能降耗，提高了其安全性，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

傳統(tǒng)的超高強(qiáng)度薄鋼板的生產(chǎn)工藝為熱軋后進(jìn)行熱處理+冷軋，或熱軋后進(jìn)行淬火+回火熱處理(調(diào)質(zhì)處理)，采用上述方式存在生產(chǎn)工藝繁瑣、流程長、能耗高等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種用薄板坯直接軋制的900MPa級(jí)熱軋薄鋼板及其制造方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中超高強(qiáng)度薄鋼板生產(chǎn)工藝繁瑣、流程長、能耗高的技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用薄板坯直接軋制的900MPa級(jí)熱軋薄鋼板，所述鋼板的化學(xué)成分范圍為C：0.050～0.070％，Si：0.10～0.22％，Mn：1.2～2.1％，Ti：0.08～0.14％，Mo：0.29～0.52％，V：0.16～0.33％，Cr：0.23～0.30％，P：≤0.015％，S：≤0.010％，N：≤0.008％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

一種用薄板坯直接軋制900MPa級(jí)熱軋薄鋼板的制造方法，依次包括以下工藝步驟：鐵水脫硫、轉(zhuǎn)爐吹煉、吹氬、精煉、連鑄、均熱、七機(jī)架精軋、層流冷卻以及卷取；

其中，精煉過程進(jìn)行合金化處理后的鋼水的化學(xué)成分范圍為C：0.050～0.070％，Si：0.10～0.22％，Mn：1.2～2.1％，Ti：0.08～0.14％，Mo：0.29～0.52％，V：0.16～0.33％，Cr：0.23～0.30％，P：≤0.015％，S：≤0.010％，N：≤0.008％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

進(jìn)一步地，在所述連鑄過程中，控制連鑄坯厚度為50～60mm；鑄坯拉速為3.8～4.5m/min；鑄坯入爐溫度為870～953℃，出爐溫度為1220～1250℃。

進(jìn)一步地，在所述七機(jī)架精軋過程中，精軋第1、2機(jī)架軋制壓下率控制在50～60％，終軋溫度為850～880℃。

進(jìn)一步地，在所述層流冷卻過程中，采用前段快冷工藝。

進(jìn)一步地，在所述卷取過程中，控制卷取溫度為580～610℃。

本申請(qǐng)實(shí)施例中提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：

本申請(qǐng)實(shí)施例中提供的用薄板坯直接軋制的900MPa級(jí)熱軋薄鋼板及其制造方法，基于薄板坯連鑄連軋流程，采用Ti-Mo-V復(fù)合微合金化技術(shù)，并配合控軋控冷工藝，使鋼板屈服強(qiáng)度在熱軋工藝條件下就能達(dá)到900MPa級(jí)以上，從而可以取消軋后調(diào)質(zhì)熱處理。這對(duì)于簡化生產(chǎn)流程、減小鋼板內(nèi)應(yīng)力和提高板形質(zhì)量具有重要作用。與傳統(tǒng)調(diào)質(zhì)型900MPa級(jí)鋼主要依靠馬氏體相變強(qiáng)化不同的是，本發(fā)明鋼板的主要強(qiáng)化機(jī)理為納米級(jí)微合金碳化物的沉淀強(qiáng)化與鐵素體超細(xì)晶強(qiáng)化，采用本發(fā)明生產(chǎn)的鋼板在具有高強(qiáng)度的同時(shí)也具有較好的塑性。另一方面，利用薄板坯直接軋制屈服強(qiáng)度≥900MPa，抗拉強(qiáng)度≥950MPa，延伸率A≥15％的熱軋薄鋼板，取消了軋后淬火和回火熱處理工藝，能有效地簡化生產(chǎn)流程、降低生產(chǎn)能耗。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1提供的光學(xué)顯微圖片；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1提供的碳萃取復(fù)型試樣的透射電鏡照片.

具體實(shí)施方式

本申請(qǐng)實(shí)施例通過提供一種用薄板坯直接軋制的900MPa級(jí)熱軋薄鋼板及其制造方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中超高強(qiáng)度薄鋼板生產(chǎn)工藝繁瑣、流程長、能耗高的技術(shù)問題。

為了更好的理解上述技術(shù)方案，下面將結(jié)合說明書附圖以及具體的實(shí)施方式對(duì)上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明實(shí)施例以及實(shí)施例中的具體特征是對(duì)本申請(qǐng)技術(shù)方案的詳細(xì)的說明，而不是對(duì)本申請(qǐng)技術(shù)方案的限定，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)實(shí)施例以及實(shí)施例中的技術(shù)特征可以相互組合。

本實(shí)施例提供一種用薄板坯直接軋制的900MPa級(jí)熱軋薄鋼板，所述鋼板的化學(xué)成分范圍為C：0.050～0.070％，Si：0.10～0.22％，Mn：1.2～2.1％，Ti：0.08～0.14％，Mo：0.29～0.52％，V：0.16～0.33％，Cr：0.23～0.30％，P：≤0.015％，S：≤0.010％，N：≤0.008％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

并提供一種針對(duì)上述產(chǎn)品的軋制方法，依次包括以下工藝步驟：鐵水脫硫、轉(zhuǎn)爐吹煉、吹氬、精煉、連鑄、均熱、七機(jī)架精軋、層流冷卻以及卷取。

具體而言，在所述連鑄過程中，控制連鑄坯厚度為50～60mm；鑄坯拉速為3.8～4.5m/min；鑄坯入爐溫度為870～953℃，出爐溫度為1220～1250℃。

在所述七機(jī)架精軋過程中，精軋第1、2機(jī)架軋制壓下率控制在50～60％，終軋溫度為850～880℃。

在所述層流冷卻過程中，采用前段快冷工藝。

在所述卷取過程中，控制卷取溫度為580～610℃。

基于薄板坯連鑄連軋流程，利用含Ti多元復(fù)合微合金化技術(shù)，并配合控軋控冷工藝，使鋼板屈服強(qiáng)度在熱軋工藝條件下就能達(dá)到900MPa級(jí)以上，從而可以取消軋后調(diào)質(zhì)熱處理。這對(duì)于簡化生產(chǎn)流程、減小鋼板內(nèi)應(yīng)力和提高板型質(zhì)量具有重要作用。與傳統(tǒng)調(diào)質(zhì)型900MPa級(jí)鋼主要依靠馬氏體相變強(qiáng)化不同的是，本發(fā)明鋼板的主要強(qiáng)化機(jī)理為納米級(jí)微合金碳化物的沉淀強(qiáng)化與鐵素體超細(xì)晶強(qiáng)化，采用本發(fā)明生產(chǎn)的鋼板在具有高強(qiáng)度的同時(shí)也具有較好的塑性。另一方面，利用薄板坯直接軋制屈服強(qiáng)度≥900MPa，抗拉強(qiáng)度≥950MPa，延伸率A≥15％的熱軋薄鋼板，取消了軋后淬火和回火熱處理工藝，能有效地簡化生產(chǎn)流程、降低生產(chǎn)能耗。

針對(duì)上述化學(xué)組分及重量配比，給出以下具體說明：

C：選用超低碳設(shè)計(jì)的目的是減少鋼顯微組織中滲碳體的數(shù)量，抑制珠光體的形成，避免由不同相間電極電位差導(dǎo)致的電偶腐蝕，提高鋼的耐蝕性能。同時(shí)超低碳設(shè)計(jì)也有利于焊接及低溫韌性。但碳含量也不宜過低，應(yīng)足以與微合金元素Nb、Ti結(jié)合形成納米級(jí)析出物，從而起到沉淀強(qiáng)化的作用，因此將C含量控制在0.050～0.070％。

Si：在鋼中起到固溶強(qiáng)化的作用，同時(shí)是脫氧元素，但其含量過高會(huì)給軋制時(shí)除鱗帶來困難，且降低鋼的焊接性能，因此將其控制在0.10～0.22％。

Mn：是鋼中重要的強(qiáng)韌化元素，提高鋼中的錳含量，能擴(kuò)大γ區(qū)，降低轉(zhuǎn)變溫度，擴(kuò)大軋制范圍，促進(jìn)晶粒細(xì)化，從而增加了鋼的強(qiáng)韌性，沖擊轉(zhuǎn)變溫度也幾乎不發(fā)生變化，因此Mn含量控制在1.2～2.1％。

Ti：是強(qiáng)氮化物形成元素，其氮化物能有效釘扎奧氏體晶界，有助于控制奧氏體晶粒的長大，此外，在冷卻過程中Ti(CN)、TiC的析出，可起到沉淀強(qiáng)化的作用，提高鋼的機(jī)械性能，Ti含量控制在0.08～0.14％。

Mo：是強(qiáng)氮化物形成元素，適當(dāng)?shù)你f含量能夠阻止奧氏體晶粒的長大，能提高合金鋼在常溫下的強(qiáng)度，Mo含量控制在0.29～0.52％。

V：是強(qiáng)碳氮化物形成元素，鋼中微量V提高鋼的強(qiáng)度和韌性。此外，在冷卻過程中V(CN)、VC的析出，可起到沉淀強(qiáng)化的作用，提高鋼的機(jī)械性能，V含量控制在0.16～0.33％。

Cr：可有效提高鋼的強(qiáng)度和硬度，但同時(shí)會(huì)降低塑性和韌性，Cr含量控制在0.23～0.30％。

P：有效的提高鋼的耐候性能，但其對(duì)鋼的韌性及塑性不利，其耐候性可由其他耐候元素彌補(bǔ)，因此將P含量控制在0.015％以下。

S：鋼中S含量過高產(chǎn)生的MnS夾雜會(huì)使鋼的縱橫向性能產(chǎn)生明顯差異，惡化低溫韌性，且會(huì)明顯降低鋼的耐候性能。S含量優(yōu)選范圍在0.010％以下。

N：氮在加鈦的鋼中可與鈦結(jié)合形成氮化鈦，這種在高溫下析出的第二相有利于強(qiáng)化基體，并提高鋼板的焊接性能。但是氮含量高于0.007％，氮與鈦的溶度積較高，在高溫時(shí)鋼中就會(huì)形成顆粒粗大的氮化鈦，嚴(yán)重?fù)p害鋼的塑性和韌性；另外，較高的氮含量會(huì)使穩(wěn)定氮元素所需的微合金化元素含量增加，從而增加成本，故將其含量控制在0.008％以下。

下面給出具體的化學(xué)組分配比和加工方法實(shí)施例，來說明本方案的技術(shù)進(jìn)步。

實(shí)施例1：

精煉過程進(jìn)行合金化處理后的鋼水的化學(xué)成分范圍為C：0.050％，Si：0.22％，Mn：1.6％，Ti：0.14％，Mo：0.51％，V：0.30％，Cr：0.23％，P：0.010％，S：0.007％，N：0.006％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；

冶煉并連鑄成坯，其中：連鑄坯厚度為50mm；鑄坯拉速為4.5m/min，對(duì)連鑄坯加熱，鑄坯入爐溫度為953℃，出爐溫度為1250℃；

進(jìn)行軋制，精軋第1機(jī)架軋制壓下率控制在60％，精軋第2機(jī)架軋制壓下率控制在51％，終軋溫度為880℃；

進(jìn)行層流冷卻，采用前段快冷，卷取溫度為591℃；

參見圖1和圖2，相關(guān)檢測(cè)結(jié)果表1所示。

表1

實(shí)施例2：

精煉過程進(jìn)行合金化處理后的鋼水的化學(xué)成分范圍為C：0.056％，Si：0.21％，Mn：1.9％，Ti：0.12％，Mo：0.29％，V：0.33％，Cr：0.30％，P：0.015％，S：0.005％，N：0.008％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；

冶煉并連鑄成坯，其中：連鑄坯厚度為52mm；鑄坯拉速為4.2m/min，對(duì)連鑄坯加熱，鑄坯入爐溫度為932℃，出爐溫度為1241℃；

進(jìn)行軋制，精軋第1機(jī)架軋制壓下率控制在58％，精軋第2機(jī)架軋制壓下率控制在50％，終軋溫度為850℃；

進(jìn)行層流冷卻，采用前段快冷，卷取溫度為610℃；

相關(guān)檢測(cè)結(jié)果表2所示。

表2

實(shí)施例3：

精煉過程進(jìn)行合金化處理后的鋼水的化學(xué)成分范圍為C：0.070％，Si：0.10，Mn：1.3％，Ti：0.09％，Mo：0.52％，V：0.25％，Cr：0.27％，P：0.009％，S：0.010％，N：0.007％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；

冶煉并連鑄成坯，其中：連鑄坯厚度為55mm；鑄坯拉速為4.1m/min，對(duì)連鑄坯加熱，鑄坯入爐溫度為902℃，出爐溫度為1237℃；

進(jìn)行軋制，精軋第1機(jī)架軋制壓下率控制在55％，精軋第2機(jī)架軋制壓下率控制在60％，終軋溫度為871℃；

進(jìn)行層流冷卻，采用前段快冷，卷取溫度為580℃；

相關(guān)檢測(cè)結(jié)果表3所示。

表3

實(shí)施例4：

精煉過程進(jìn)行合金化處理后的鋼水的化學(xué)成分范圍為C：0.068％，Si：0.13％，Mn：1.2％，Ti：0.10％，Mo：0.32％，V：0.18％，Cr：0.29％，P：0.012％，S：0.009％，N：0.004％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；

冶煉并連鑄成坯，其中：連鑄坯厚度為57mm；鑄坯拉速為4.0m/min，對(duì)連鑄坯加熱，鑄坯入爐溫度為891℃，出爐溫度為1229℃；

進(jìn)行軋制，精軋第1機(jī)架軋制壓下率控制在53％，精軋第2機(jī)架軋制壓下率控制在57％，終軋溫度為863℃；

進(jìn)行層流冷卻，采用前段快冷，卷取溫度為597℃；

相關(guān)檢測(cè)結(jié)果表4所示。

表4

實(shí)施例5：

精煉過程進(jìn)行合金化處理后的鋼水的化學(xué)成分范圍為C：0.062％，Si：0.17％，Mn：2.1％，Ti：0.08％，Mo：0.47％，V：0.16％，Cr：0.25％，P：0.013％，S：0.003％，N：0.005％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；

冶煉并連鑄成坯，其中：連鑄坯厚度為60mm；鑄坯拉速為3.8m/min，對(duì)連鑄坯加熱，鑄坯入爐溫度為870℃，出爐溫度為1220℃；

進(jìn)行軋制，精軋第1機(jī)架軋制壓下率控制在50％，精軋第2機(jī)架軋制壓下率控制在56％，終軋溫度為861℃；

進(jìn)行層流冷卻，采用前段快冷，卷取溫度為603℃；

相關(guān)檢測(cè)結(jié)果表5所示。

表5

最后所應(yīng)說明的是，以上具體實(shí)施方式僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。