本發(fā)明涉及極薄帶鋼的制造領(lǐng)域，具體地指一種450mpa級(jí)熱軋低屈強(qiáng)比極薄帶鋼及其制造方法。

背景技術(shù)：

極薄帶鋼一般指的是厚度在2.0mm以下的薄規(guī)格帶鋼，在實(shí)際應(yīng)用中不僅對(duì)其厚度提出了更薄的要求，而且需要極薄帶鋼具有較好的韌性，較低的屈強(qiáng)比。

傳統(tǒng)的450mpa級(jí)的薄規(guī)格低屈強(qiáng)比帶鋼利用長流程熱軋生產(chǎn)線，并經(jīng)過冷軋、退火工藝生產(chǎn)，冷軋帶鋼最薄可達(dá)到1.0mm。但冷軋工藝及產(chǎn)品具有生產(chǎn)流程長、效率低、成本高特點(diǎn)。而僅僅采用常規(guī)的熱軋生產(chǎn)線及熱軋工藝難以實(shí)現(xiàn)2.5mm以下薄規(guī)格產(chǎn)品的生產(chǎn)，因此現(xiàn)有技術(shù)中的450～500mpa低屈強(qiáng)比雙相鋼熱軋產(chǎn)品的厚度基本在3.0mm及以上。

而薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線因?yàn)榫哂卸塘鞒?、高效率、低能耗的?yōu)點(diǎn)，而且可實(shí)現(xiàn)批量薄規(guī)格產(chǎn)品的生產(chǎn)，其產(chǎn)品成本低，因此，薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線可以更經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)薄規(guī)格低屈強(qiáng)比帶鋼產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)部分產(chǎn)品的“以熱代冷”，但薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)的帶鋼產(chǎn)品由于其晶粒較常規(guī)熱軋生產(chǎn)線生產(chǎn)的帶鋼產(chǎn)品更細(xì)，因此產(chǎn)品的屈強(qiáng)強(qiáng)度較高，導(dǎo)致屈強(qiáng)比較高，尤其對(duì)于450mpa的較低強(qiáng)度級(jí)別的帶鋼，在軋制2.0mm以下的薄規(guī)格產(chǎn)品時(shí)，其生產(chǎn)難度更大，目前還難以實(shí)現(xiàn)屈強(qiáng)比0.6以下的低屈強(qiáng)比薄規(guī)格帶鋼的生產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種450mpa級(jí)熱軋低屈強(qiáng)比極薄帶鋼，它不僅可以在450mpa級(jí)實(shí)現(xiàn)極薄的厚度，而且屈強(qiáng)比低。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種450mpa級(jí)熱軋低屈強(qiáng)比極薄帶鋼，其特征在于：它的化學(xué)成分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)為：c:0.01～0.05％，si≤0.05％，mn:0.8％～1.5％，cr:0.05％～0.6％，als:0.015％～0.10％，p≤0.010％，s≤0.006％，n≤0.006％，ti≤0.010％，余量為fe和不可避免的雜質(zhì)。

優(yōu)選的，所述極薄帶鋼的金相組織為鐵素體組織+馬氏體組織，其中鐵素體組織的體積分?jǐn)?shù)≥90％。

本發(fā)明中各元素及主要工藝的作用及機(jī)理：

c：碳在鋼中起固溶強(qiáng)化，提高鋼材的強(qiáng)度，碳也起到穩(wěn)定奧氏體的作用。但碳含量過高其固溶強(qiáng)化作用明顯，且容易在鋼中形成珠光體，增加鋼材的屈服強(qiáng)度，導(dǎo)致鋼材屈強(qiáng)比過高，致使成型性能下降，因此鋼中的c含量選擇為0.01％～0.05％。

mn：mn在鋼中起固溶強(qiáng)化和穩(wěn)定奧氏體的作用，可保證形成一定量的奧氏體。mn含量過低，穩(wěn)定奧氏體的作用不明顯。mn含量過高容易導(dǎo)致鋼中馬氏體含量增多，且增加鋼中帶狀組織，使鋼材的韌性下降，因此本發(fā)明mn含量為0.80～1.50％。

si：si在鋼中固溶強(qiáng)化作用顯著，si含量過高，導(dǎo)致鋼材的屈服強(qiáng)度過高，從而屈強(qiáng)比升高，但追求過低的si含量導(dǎo)致生產(chǎn)成本上升，因此本發(fā)明si含量為≤0.05％。

cr：在鋼中起到固溶強(qiáng)化和提高鋼材淬硬性的作用，但cr含量過高，導(dǎo)致屈服強(qiáng)度增加顯著，因此本發(fā)明cr含量0.05～0.60％。

al：al在鋼中起到脫氧的作用，有效降低鋼中夾雜物含量，另外，al溶于鐵素體，起到固溶強(qiáng)化的作用，對(duì)屈服強(qiáng)度的影響較大，容易和鋼中的n形成aln，起到細(xì)化晶粒的作用，因此本發(fā)明中al含量0.015％～0.10％。

p：p在鋼中固溶強(qiáng)化作用顯著，因此應(yīng)盡量降低其含量，本發(fā)明p≤0.010％。

s：s為鋼中的雜質(zhì)元素，易在晶界產(chǎn)生偏聚，且與鋼中的fe形成低熔點(diǎn)的fes，降低鋼材的韌性，應(yīng)控制在0.006％以內(nèi)。

n：n為鋼中的雜質(zhì)元素，固溶強(qiáng)化作用顯著，且易于鋼中的al和ti等形成aln和tin，并降低鋼材的韌性，因此盡量降低其含量，應(yīng)控制在0.006％以內(nèi)。

ti：ti溶于鐵素體中，起到固溶強(qiáng)化作用，與鋼中的c和n結(jié)合形成tic或tin，起到析出強(qiáng)化作用，增加鋼材的屈服強(qiáng)度，導(dǎo)致屈強(qiáng)比偏高，因此本發(fā)明中ti≤0.010％。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供上述450mpa級(jí)熱軋低屈強(qiáng)比極薄帶鋼的制造方法，該方法步驟簡單、成本低，適合于工業(yè)化生產(chǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種制造上述450mpa級(jí)熱軋低屈強(qiáng)比極薄帶鋼的方法，它依次包括以下步驟：轉(zhuǎn)爐冶煉、lf精煉、rh真空處理、連鑄、粗軋、中間坯加熱、精軋、層流冷卻、卷取，其中：所述中間坯加熱后的溫度為1000～1300℃，更優(yōu)選為1100～1250℃。

優(yōu)選的，所述連鑄、粗軋、中間坯加熱、精軋前三機(jī)架的過程溫度為900～1300℃。

優(yōu)選的，所述連鑄過程中，連鑄坯厚度為70～150mm。

優(yōu)選的，所述粗軋過程采用2～3機(jī)架粗軋，粗軋出口溫度≥950℃，粗軋出口鋼材厚度為6～15mm。更優(yōu)選的，粗軋口溫度≥1000℃。

優(yōu)選的，所述中間坯加熱過程中，加熱時(shí)間為5～300s。

優(yōu)選的，所述精軋過程采用3～5機(jī)架精軋，精軋終溫度為900～960℃，精軋機(jī)架f4、f5壓下率之和≤10％。

優(yōu)選的，所述層流冷卻過程采用三段式層流冷卻，其中第三段冷卻速率≥第一段冷卻速率≥第二段冷卻速率，第一段冷卻結(jié)束溫度≥700℃，第三段冷卻開始溫度≥650℃，第三段冷卻結(jié)束溫度≤400℃。

更優(yōu)選的，所述第二段冷卻的冷卻速率≤20℃/s，第三段冷卻的冷卻速率≥50℃/s。

優(yōu)選的，所述卷取過程的溫度為100～350℃。

采用上述工藝的理由在于：

傳統(tǒng)的薄板坯流程生產(chǎn)2.0mm以下的極薄熱軋產(chǎn)品時(shí)，其精軋前的鑄坯厚度均≥50mm，因此需經(jīng)過6～7機(jī)架的精軋，但在精軋過程中，鋼帶的溫度較低，且終軋溫度一般在880℃以下，導(dǎo)致奧氏體晶粒過度細(xì)化，且加工硬化現(xiàn)象明顯，大大增加其屈服強(qiáng)度，致使鋼材的屈強(qiáng)比增加?；谏鲜鲈颍景l(fā)明采用上述技術(shù)避免晶粒的過度細(xì)化和加工硬化，實(shí)現(xiàn)低屈強(qiáng)比極薄規(guī)格產(chǎn)品的生產(chǎn)。

連鑄、粗軋、加熱、精軋過程溫度越高越有利于發(fā)生完全的再結(jié)晶，使鋼材軟化，但溫度太高易使晶粒過度粗大，對(duì)鋼材的韌性不利。因此本發(fā)明的溫度范圍為900～1300℃。

連鑄坯厚度太薄，產(chǎn)品的壓縮比太小，鋼材組織不均勻，且容易導(dǎo)致帶狀組織，進(jìn)而降低鋼材的塑性和強(qiáng)度，而鑄坯厚度太厚，則需要采用大功率的軋制設(shè)備，從而增加生產(chǎn)難度，不利于經(jīng)濟(jì)有效的生產(chǎn)本產(chǎn)品。因此本發(fā)明其鑄坯厚度為70～150mm。粗軋道次太少，鑄坯中的粗大鑄態(tài)組織難以細(xì)化，從而降低韌性，但粗軋道次太多，粗軋出口溫度難以控制在950℃以上，不利于鋼材發(fā)生充分的再結(jié)晶，從而使鋼材的屈服強(qiáng)度偏高。

粗軋出口后的中間坯厚度6～15mm，中間坯厚度太薄，粗軋出口溫度難以控制在950℃以上，導(dǎo)致晶粒過度細(xì)化，進(jìn)而致使屈強(qiáng)比升高。中間坯厚度太厚，粗軋壓縮比(連鑄坯厚度/粗軋出口厚度)太小，易于得到不均勻的再結(jié)晶組織而降低鋼材的韌性。

中間坯加熱溫度過低和加熱時(shí)間太短，則中間坯不能發(fā)生充分軟化和晶粒長大，導(dǎo)致晶粒過度細(xì)小，導(dǎo)致屈強(qiáng)比增加，而加熱溫度過高和加熱時(shí)間過長，容易使奧氏體晶粒過度長大，不利于韌性提高。因此加熱溫度為1000～1300℃。

采用3～5機(jī)架軋制時(shí)，可保證終軋溫度在900℃以上，從而使奧氏體晶粒可發(fā)生充分的再結(jié)晶，并使晶粒得到一定程度的粗化，從而降低鋼材的屈服強(qiáng)度和屈強(qiáng)比，但終軋溫度不能太高，太高導(dǎo)致晶粒過度粗化，從而降低其韌性等性能。

精軋第4和第5機(jī)架為軋制的最后兩道次，其壓下率較大時(shí)，鋼帶的加工硬化明顯，導(dǎo)致屈強(qiáng)比升高，因此采用小的壓下率。

層流冷卻采用三段冷卻和低溫卷取工藝，主要是利于得到f+m的雙相鋼組織和避免細(xì)小tic的析出，達(dá)到本發(fā)明的強(qiáng)度、屈強(qiáng)比和相應(yīng)的延伸率。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明通過在粗軋和精軋中間設(shè)置中間坯加熱的過程，并且控制層流冷卻的冷卻條件，利用熱軋工藝生產(chǎn)出極薄帶鋼，不僅厚度最低可以達(dá)到0.8mm，而且屈強(qiáng)比在0.5以下。本發(fā)明的極薄帶鋼制造方法與傳統(tǒng)的冷軋工藝相比，具有流程短、生產(chǎn)效率高、制造成本低的優(yōu)點(diǎn)；而與傳統(tǒng)的熱軋工藝相比，本發(fā)明的極薄帶鋼制造方法能得到規(guī)格更薄的帶鋼，并且制造流程更短、制造成本更低。本發(fā)明的極薄帶鋼屈強(qiáng)比最低可達(dá)到0.5以下，抗拉強(qiáng)度450～520mpa，延伸率達(dá)到25％以上，沖壓成型性能良好，而且制造方法工藝簡單、成本低，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

具體實(shí)施方式

以下通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的450mpa級(jí)熱軋低屈強(qiáng)比極薄帶鋼及其制造方法作進(jìn)一步的說明：

實(shí)施例1

采用轉(zhuǎn)爐、lf精煉、rh真空冶煉，控制鋼材成分為0.04％c、0.02％si、1.06％mn、0.1％cr、0.023％als、0.008％p、0.002％s、0.003％n、0.005％ti，將此鑄坯進(jìn)行連鑄，鑄坯厚度80mm，鑄坯溫度1150℃，將此鑄坯進(jìn)行三道次粗軋，得到12mm的中間坯，中間坯溫度1000℃，將此中間坯進(jìn)行加熱，加熱后溫度1150℃，然后進(jìn)行三道次精軋，精軋終軋溫度950℃，產(chǎn)品厚度1.5mm，精軋后進(jìn)行層流冷卻，第一段冷卻速率25℃/s，冷卻結(jié)束溫度720℃，第二段冷卻速率15℃/s，第三段冷卻開始溫度660℃，冷卻速率100℃/s，冷卻結(jié)束溫度300℃，然后卷取，卷取溫度260℃，得到本發(fā)明的450mpa級(jí)熱軋低屈強(qiáng)比極薄帶鋼1。檢驗(yàn)微觀組織和力學(xué)性能，鐵素體體積分?jǐn)?shù)94％，其余為馬氏體，屈服強(qiáng)度235mpa，抗拉強(qiáng)度470mpa，屈強(qiáng)比0.50，延伸率35％，沖壓性能良好。

實(shí)施例2

采用轉(zhuǎn)爐、lf精煉、rh真空冶煉，控制鋼材成分為0.035％c、0.03％si、1.16％mn、0.4％cr、0.030％als、0.0078％p、0.001％s、0.002％n、0.004％ti，將此鑄坯進(jìn)行連鑄，鑄坯厚度90mm，鑄坯溫度1200℃，將此鑄坯進(jìn)行三道次粗軋，得到10mm的中間坯，中間坯溫度960℃，將此中間坯進(jìn)行加熱，加熱后溫度1100℃，然后進(jìn)行四道次精軋，精軋第四機(jī)架壓下率5％，精軋終軋溫度930℃，產(chǎn)品厚度1.2mm，精軋后進(jìn)行層流冷卻，第一段冷卻速率35℃/s，冷卻結(jié)束溫度730℃，第二段冷卻速率18℃/s，第三段冷卻開始溫度650℃，冷卻速率80℃/s，冷卻結(jié)束溫度260℃，然后卷取，卷取溫度200℃，得到本發(fā)明的450mpa級(jí)熱軋低屈強(qiáng)比極薄帶鋼2。檢驗(yàn)微觀組織和力學(xué)性能，鐵素體體積分?jǐn)?shù)91％，其余為馬氏體，屈服強(qiáng)度275mpa，抗拉強(qiáng)度500mpa，屈強(qiáng)比0.55，延伸率28％，沖壓性能良好。

實(shí)施例3

采用轉(zhuǎn)爐、lf精煉、rh真空冶煉，控制鋼材成分為0.020％c、0.01％si、0.90％mn、0.55％cr、0.050％als、0.009％p、0.001％s、0.003％n、0.003％ti，將此鑄坯進(jìn)行連鑄，鑄坯厚度85mm，鑄坯溫度1200℃，將此鑄坯進(jìn)行三道次粗軋，得到8mm的中間坯，中間坯溫度1020℃，將此中間坯進(jìn)行加熱15s，加熱后溫度1200℃，然后進(jìn)行五道次精軋，精軋第四機(jī)架壓下率2％，精軋第五機(jī)架壓下率8％，精軋終軋溫度910℃，產(chǎn)品厚度0.8mm，精軋后進(jìn)行層流冷卻，第一段冷卻速率55℃/s，冷卻結(jié)束溫度750℃，第二段冷卻速率20℃/s，第三段冷卻開始溫度660℃，冷卻速率100℃/s，冷卻結(jié)束溫度230℃，然后卷取，卷取溫度180℃，得到本發(fā)明的450mpa級(jí)熱軋低屈強(qiáng)比極薄帶鋼3。檢驗(yàn)微觀組織和力學(xué)性能，鐵素體體積分?jǐn)?shù)95％，其余為馬氏體，屈服強(qiáng)度230mpa，抗拉強(qiáng)度490mpa，屈強(qiáng)比0.47，延伸率30％，沖壓性能良好。

實(shí)施例4

采用轉(zhuǎn)爐、lf精煉、rh真空冶煉，控制鋼材成分為0.01％c、0.05％si、1.5％mn、0.10％cr、0.060％als、0.009％p、0.002％s、0.004％n、0.005％ti，將此鑄坯進(jìn)行連鑄，鑄坯厚度110mm，鑄坯溫度1200℃，將此鑄坯進(jìn)行三道次粗軋，得到15mm的中間坯，中間坯溫度1050℃，將此中間坯進(jìn)行加熱30s，加熱后溫度1200℃，然后進(jìn)行四道次精軋，精軋第四機(jī)架壓下率0％，精軋第五機(jī)架壓下率6％，精軋終軋溫度960℃，產(chǎn)品厚度1.8mm，精軋后進(jìn)行層流冷卻，第一段冷卻速率25℃/s，冷卻結(jié)束溫度760℃，第二段冷卻速率10℃/s，第三段冷卻開始溫度680℃，冷卻速率60℃/s，冷卻結(jié)束溫度300℃，然后卷取，卷取溫度260℃，得到本發(fā)明的450mpa級(jí)熱軋低屈強(qiáng)比極薄帶鋼4。檢驗(yàn)微觀組織和力學(xué)性能，鐵素體體積分?jǐn)?shù)96％，其余為馬氏體，屈服強(qiáng)度240mpa，抗拉強(qiáng)度510mpa，屈強(qiáng)比0.47，延伸率26％，沖壓性能良好。

本發(fā)明技術(shù)領(lǐng)域的科研人員可根據(jù)上述作內(nèi)容和形式非實(shí)質(zhì)性的改變而不偏離本發(fā)明所實(shí)質(zhì)保護(hù)范圍，因此，本發(fā)明不局限于上述具體的實(shí)施實(shí)例。