本發(fā)明涉及一種冷軋低合金高強(qiáng)鋼板的生產(chǎn)方法，用于同時(shí)生產(chǎn)屈服強(qiáng)度260mpa級(jí)和屈服強(qiáng)度300mpa級(jí)冷軋低合金高強(qiáng)鋼板，屬于鋼鐵產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

汽車用冷軋低合金高強(qiáng)鋼作為傳統(tǒng)高強(qiáng)鋼因其強(qiáng)度級(jí)別介于碳素結(jié)構(gòu)鋼和雙相鋼之間，且較雙相鋼具有更低的成本，在汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)件中仍具有廣泛的應(yīng)用。但是，對(duì)于汽車用鋼品種而言，冷軋低合金高強(qiáng)鋼本身具有一系列牌號(hào)(其性能范圍要求不同，對(duì)應(yīng)成分設(shè)計(jì)也不同)，加之汽車結(jié)構(gòu)用鋼產(chǎn)品合同一般存在小批量、規(guī)格尺寸多、牌號(hào)多等特點(diǎn)，給實(shí)際生產(chǎn)組織帶來了極大困難，主要表現(xiàn)在銜接坯多而降級(jí)改判率高、鋼種及規(guī)格尺寸頻繁過渡而質(zhì)量穩(wěn)定性差。因此，探索低成本、穩(wěn)定可控的冷軋低合金高強(qiáng)鋼性能分級(jí)控制方法及其制造方法是提高競(jìng)爭(zhēng)力的有力措施，而從當(dāng)前公開的相關(guān)專利來看，以上難題并未得到很好地解決。如cn101956125b公開了一種薄規(guī)格低合金高強(qiáng)度系列鋼的柔性制造方法，采用簡(jiǎn)單的c-mn鋼基礎(chǔ)成分，通過控軋控冷實(shí)現(xiàn)屈服強(qiáng)度345mpa～550mpa級(jí)鋼材分級(jí)控制。但該發(fā)明專利基于薄板坯連鑄連軋工藝，且其最終產(chǎn)品為熱軋產(chǎn)品，未提供冷軋及退火工序性能分級(jí)控制方法。cn1288269c公開了一種低合金高強(qiáng)用鋼制造方法，其成分(質(zhì)量百分比，％)為c0.06～0.09、mn1.30～1.40、si0.195～0.305、p≤0.015、s≤0.006、v0.025～0.035、nb0.015～0.025、ti0.010～0.020、al0.020～0.035、cao0.0015～0.0045，其重點(diǎn)在于冶煉工藝的制造方法，主要解決邊部角裂紋和鋼的純凈度問題。cn102492823b公開了一種屈服強(qiáng)度420mpa級(jí)冷軋低合金高強(qiáng)鋼板的連續(xù)退火工藝，主要解決屈服強(qiáng)度420mpa級(jí)冷軋低合金高強(qiáng)鋼連續(xù)退火工藝參數(shù)的設(shè)定問題。cn103088255b公開了一種汽車用高強(qiáng)塑積的低合金高強(qiáng)鋼冷軋板的生產(chǎn)工藝，采用nb-ti復(fù)合微合金化成分設(shè)計(jì)，通過控制成分、熱軋及冷軋退火工藝，實(shí)現(xiàn)屈服強(qiáng)度395mpa～410mpa，強(qiáng)塑積可達(dá)到15gpa％。cn103789625b公開了一種罩式退火生產(chǎn)微合金化冷軋低合金高強(qiáng)鋼的方法，其成分設(shè)計(jì)為：c0.05～0.10wt％、mn0.5～1.5wt％、s≤0.020wt％、si≤0.5wt％、nb0.01～0.05wt％、ti0.01～0.06wt％，結(jié)合罩式退火工藝，可獲得屈服強(qiáng)度為462mpa、抗拉強(qiáng)度579mpa、延伸率a80為24％的綜合性能。以上專利僅限于一種強(qiáng)度級(jí)別冷軋低合金高強(qiáng)鋼的制造方法，均未提及解決低成本制造及性能分級(jí)的控制方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種冷軋低合金高強(qiáng)鋼板的生產(chǎn)方法，實(shí)現(xiàn)了采用相同化學(xué)成分鋼水同時(shí)生產(chǎn)屈服強(qiáng)度260mpa級(jí)和屈服強(qiáng)度300mpa級(jí)冷軋低合金高強(qiáng)鋼板，并實(shí)現(xiàn)了這兩種不同強(qiáng)度級(jí)別冷軋低合金高強(qiáng)鋼板的組織性能穩(wěn)定控制，對(duì)于成品力學(xué)性能要求，260mpa級(jí)達(dá)到rp0.2：260～330mpa，rm：350～430mpa，a80≥26.0％；300mpa級(jí)達(dá)到rp0.2：300～380mpa，rm：380～480mpa，a80≥23.0％。

為解決上述技術(shù)問題本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：冷軋低合金高強(qiáng)鋼板的生產(chǎn)方法，按照鐵水脫硫→轉(zhuǎn)爐冶煉→lf爐精煉→連鑄→熱連軋→酸洗冷軋→連續(xù)退火→光整的工藝路線進(jìn)行生產(chǎn)。

其中，鋼水化學(xué)成分的控制目標(biāo)按照重量百分比設(shè)計(jì)為：c：0.05％～0.08％，si：0.05％～0.15％，mn：0.30％～0.50％，p：0.010％～0.025％，s：≤0.015％，nb：0.010％～0.020％，al：0.010％～0.080％，余量為fe和不可避免雜質(zhì)。

本發(fā)明選擇化學(xué)成分及其范圍的原因如下：碳含量范圍的選擇主要考慮強(qiáng)度、成形性和焊接性能的匹配，如果碳含量低于0.05％，則鋼板的強(qiáng)度低，需添加更多的其它強(qiáng)化合金元素才能達(dá)到高強(qiáng)度要求，不符合低成本設(shè)計(jì)；若高于0.08％，則鋼板的成形性和焊接性將降低，同時(shí)不利于低強(qiáng)度級(jí)別性能控制。添加少量的硅和磷可提供固溶強(qiáng)化效果，更重要的是能凈化再結(jié)晶鐵素體，促進(jìn)珠光體轉(zhuǎn)變，提高試驗(yàn)鋼的耐時(shí)效性能。mn主要是以固溶強(qiáng)化形式提高強(qiáng)度并且與硫結(jié)合成mns，防止因fes所造成的熱裂紋，mn含量過高，會(huì)影響鋼的焊接性能。s作為殘留元素存在，按≤0.015％控制。鋁主要是作為脫氧元素添加的，要實(shí)現(xiàn)完全脫氧，其含量要求在0.010％以上，但過高的鋁將影響鋼的焊接性能及鑄坯夾雜物控制，因此，al含量選擇為0.010％～0.080％為宜。微合金nb加入是為了通過提高奧氏體再結(jié)晶溫度，從而有效地細(xì)小晶粒，同時(shí)與c、n元素結(jié)合形成nb(c,n)強(qiáng)化鐵素體基體，從而實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度目的，根據(jù)其強(qiáng)度級(jí)別要求，將其設(shè)計(jì)成0.010％～0.020％。

本發(fā)明具體工藝控制如下：按常規(guī)鐵水脫硫、轉(zhuǎn)爐冶煉、lf爐處理，將鋼水成分控制在上述范圍內(nèi)，經(jīng)連鑄成230mm厚的連鑄坯。為保證鑄坯質(zhì)量，連鑄過程中采用低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼保護(hù)渣進(jìn)行保護(hù)澆鑄，同時(shí)采用恒拉速0.7m/min～1.3m/min進(jìn)行澆鑄。

為保證組織的均勻性和消除鑄坯缺陷，同時(shí)使nb微合金化元素充分固溶，熱連軋時(shí)先將連鑄后的板坯重新加熱至1230℃～1250℃，在爐時(shí)間不低于110min(在爐時(shí)間根據(jù)板坯入爐溫度而定，入爐溫度越低，則在爐時(shí)間越長(zhǎng))以保證板坯均勻性；由于nb微合金化顯著提高奧氏體再結(jié)晶溫度，本發(fā)明提高了軋制溫度，粗軋溫度范圍為1150℃～1230℃，全長(zhǎng)除磷，避免氧化鐵皮壓入；粗軋后中間板坯厚度控制在39mm～43mm，粗軋后中間板坯采用無芯移送熱卷箱卷取，保證通卷溫度均勻性；熱連軋終軋溫度范圍為880℃～920℃，可避免由于邊部溫降時(shí)兩相區(qū)軋制造成的混晶組織；熱連軋后采用前段冷卻方式分別快速冷卻至670℃～700℃卷取和630℃～660℃卷取進(jìn)行分級(jí)控制，以得到不同晶粒大小的均勻熱軋組織。

在冷連軋機(jī)組軋制能力范圍內(nèi)盡量提高冷軋壓下率，降低再結(jié)晶溫度，細(xì)化晶粒，酸洗冷軋過程中，冷軋壓下率控制為58％～80％。

連續(xù)退火過程中，帶鋼運(yùn)行速度控制在80m/min～200m/min，帶鋼運(yùn)行速度根據(jù)帶鋼厚度而定，越厚的帶鋼速度越低；退火均熱溫度分別按820℃～830℃和790℃～800℃進(jìn)行分級(jí)控制，熱連軋后的卷取溫度為670℃～700℃，對(duì)應(yīng)的退火均熱溫度為820℃～830℃，熱連軋后的卷取溫度為630℃～660℃，對(duì)應(yīng)的退火均熱溫度為790℃～800℃；緩冷終點(diǎn)溫度控制在640℃～660℃，過時(shí)效溫度控制在400℃～420℃。

光整的延伸率按1.2％～2.0％控制。

本發(fā)明的有益效果是：(1)本發(fā)明形成了屈服強(qiáng)度260mpa和300mpa級(jí)冷軋低合金高強(qiáng)鋼全流程生產(chǎn)工藝控制關(guān)鍵技術(shù)。

(2)本發(fā)明采用相同成分設(shè)計(jì)，通過熱軋、冷軋及退火工藝的分級(jí)控制，形成了性能分級(jí)控制的關(guān)鍵工藝技術(shù)。

(3)本發(fā)明通過成分及工藝的有效控制，實(shí)現(xiàn)屈服強(qiáng)度260mpa和300mpa級(jí)冷軋低合金高強(qiáng)鋼組織性能穩(wěn)定控制。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

表1主要分級(jí)控制參數(shù)及成品性能參數(shù)

實(shí)施例1：在鐵水脫硫、轉(zhuǎn)爐冶煉、lf爐精煉，連鑄獲得本發(fā)明的冷軋鋼低合金高強(qiáng)鋼，其化學(xué)成分(按重量百分比)含有c：0.07％、si：0.08％、mn：0.40％、p：0.018％、s：0.007％、als：0.032％，nb：0.016％，余量為fe及不可避免的雜質(zhì)。連鑄過程中，采用低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼保護(hù)渣進(jìn)行保護(hù)澆鑄，同時(shí)采用恒拉速1.0m/min進(jìn)行澆鑄。連鑄后板坯在1242℃下加熱軋成4.0mm厚的帶鋼，其中粗軋溫度范圍為1150℃～1230℃，全長(zhǎng)除磷；粗軋后中間板坯厚度控制在40mm，粗軋后中間板坯采用無芯移送熱卷箱卷取，熱連軋終軋溫度為900℃，隨后以前段冷卻方式至682℃卷取，帶鋼冷卻后用鹽酸酸洗，在冷連軋機(jī)上以75％的壓下率軋成1.0mm的冷軋板，軋后卷在連續(xù)退火爐中經(jīng)清洗后進(jìn)入退火爐中退火，帶鋼爐內(nèi)運(yùn)行速度為140m/min，退火均熱溫度為825℃，保溫95s，然后以3.5℃/s緩冷至650℃，隨即以70℃/s速度冷卻至410℃進(jìn)行過時(shí)效處理400s，最后水淬至室溫進(jìn)入光整，光整延伸率為1.5％。其成品力學(xué)性能為屈服強(qiáng)度288mpa，抗拉強(qiáng)度417mpa，延伸率35.0％。其顯微組織為鐵素體+少量珠光體組成，鐵素體晶粒度9.0級(jí)。

實(shí)施例2：在鐵水脫硫、轉(zhuǎn)爐冶煉、lf爐精煉，連鑄獲得本發(fā)明的冷軋鋼低合金高強(qiáng)鋼，其化學(xué)成分(按重量百分比)含有c：0.06％、si：0.06％、mn：0.38％、p：0.020％、s：0.006％、als：0.030％，nb：0.014％，余量為fe及不可避免的雜質(zhì)。連鑄過程中，采用低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼保護(hù)渣進(jìn)行保護(hù)澆鑄，同時(shí)采用恒拉速0.9m/min進(jìn)行澆鑄。連鑄后板坯在1240℃下加熱軋成6.0mm厚的帶鋼，其中粗軋溫度范圍為1150℃～1230℃，全長(zhǎng)除磷；粗軋后中間板坯厚度控制在43mm，粗軋后中間板坯采用無芯移送熱卷箱卷取，熱連軋終軋溫度為900℃，隨后以前段冷卻方式至697℃卷取，帶鋼冷卻后用鹽酸酸洗，在冷連軋機(jī)上以66.7％的壓下率軋成2.0mm的冷軋板，軋后卷在連續(xù)退火爐中經(jīng)清洗后進(jìn)入退火爐中退火，帶鋼爐內(nèi)運(yùn)行速度為90m/min，退火均熱溫度為821℃，保溫145s，然后以2.5℃/s緩冷至653℃，隨即以50℃/s速度冷卻至410℃進(jìn)行過時(shí)效處理400s，最后水淬至室溫進(jìn)入光整，光整延伸率為1.9％。其成品力學(xué)性能為屈服強(qiáng)度294mpa，抗拉強(qiáng)度411mpa，延伸率33.5％。

實(shí)施例3：在鐵水脫硫、轉(zhuǎn)爐冶煉、lf爐精煉，連鑄獲得本發(fā)明的冷軋鋼低合金高強(qiáng)鋼，其化學(xué)成分(按重量百分比)含有c：0.08％、si：0.06％、mn：0.41％、p：0.015％、s：0.007％、als：0.028％，nb：0.015％，余量為fe及不可避免的雜質(zhì)。連鑄過程中，采用低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼保護(hù)渣進(jìn)行保護(hù)澆鑄，同時(shí)采用恒拉速1.2m/min進(jìn)行澆鑄。連鑄后板坯在1240℃下加熱軋成5.0mm厚的帶鋼，其中粗軋溫度范圍為1150℃～1230℃，全長(zhǎng)除磷；粗軋后中間板坯厚度控制在41mm，粗軋后中間板坯采用無芯移送熱卷箱卷取，熱連軋終軋溫度為900℃，隨后以前段冷卻方式至674℃卷取，帶鋼冷卻后用鹽酸酸洗，在冷連軋機(jī)上以70％的壓下率軋成1.5mm的冷軋板，軋后卷在連續(xù)退火爐中經(jīng)清洗后進(jìn)入退火爐中退火，帶鋼爐內(nèi)運(yùn)行速度為108m/min，退火均熱溫度為828℃，保溫122s，然后以2.8℃/s緩冷至655℃，隨即以60℃/s速度冷卻至410℃進(jìn)行過時(shí)效處理400s，最后水淬至室溫進(jìn)入光整，光整延伸率為1.7％。其成品力學(xué)性能為屈服強(qiáng)度292mpa，抗拉強(qiáng)度418mpa，延伸率32.5％。

實(shí)施例4：按實(shí)施例1成分及工藝控制，不同的是熱連軋終軋后的卷取溫度為641℃，退火均熱溫度為795℃。其成品力學(xué)性能為屈服強(qiáng)度325mpa，抗拉強(qiáng)度430mpa，延伸率33.5％。其顯微組織為鐵素體+少量珠光體組成，鐵素體晶粒度11.0級(jí)。

實(shí)施例5：按實(shí)施例2成分及工藝控制，不同的是熱連軋終軋后的卷取溫度為653℃，退火均熱溫度為792℃。其成品力學(xué)性能為屈服強(qiáng)度330mpa，抗拉強(qiáng)度434mpa，延伸率32.5％。

實(shí)施例6：按實(shí)施例3成分及工藝控制，不同的是熱連軋終軋后的卷取溫度為633℃，退火均熱溫度為799℃。其成品力學(xué)性能為屈服強(qiáng)度319mpa，抗拉強(qiáng)度432mpa，延伸率34.5％。