一種鋼卷抗拉強(qiáng)度波動(dòng)≤80MPa的含Ti冷成型鋼及生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種冷成型鋼及生產(chǎn)方法，具體地屬于一種鋼卷強(qiáng)度波動(dòng)彡80MPa的 含Ti冷成型鋼及生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國是世界上鈦鐵礦資源最為豐富的國家，作為煉鋼時(shí)鈦主要加入形式的鈦鐵的 價(jià)格也十分低廉。鈦在鋼中具有阻止晶粒長大、改變鋼的淬透性、阻止形變奧氏體再結(jié)晶、 產(chǎn)生顯著的沉淀強(qiáng)化效果及固定非金屬元素等作用，加入鋼中可產(chǎn)生十分顯著的強(qiáng)化效 果。同強(qiáng)度級(jí)別鋼材，采用Ti合金化，可以大大減少M(fèi)n、Nb等合金元素的用量，降低合金成 本。但是，鈦的化學(xué)性質(zhì)活潑，在鋼材生產(chǎn)過程中的析出行為較復(fù)雜，容易使熱軋態(tài)含Ti鋼 產(chǎn)生很大的強(qiáng)度波動(dòng)，波動(dòng)幅度可達(dá)150MP甚至200MPa，為此限制了含Ti鋼的發(fā)展應(yīng)用。
[0003] 在本發(fā)明申請(qǐng)之前，中國專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N200710046298.X的文獻(xiàn)，公開了一種屈 服強(qiáng)度420MPa級(jí)超細(xì)晶鋼板及其制造方法，其化學(xué)元素重量百分配比為：C:0. 06~0. 09， Si:0? 30 ~0? 60，Mn:1. 00 ~1. 30,P彡 0? 015,S彡 0? 010,Ti:0? 01 ~0? 02,其余為Fe和 不可避免雜質(zhì)。該超細(xì)晶鋼板制造方法的主要技術(shù)特征為：連鑄坯或鋼錠加熱至970~ 1050°C，鋼坯軋后冷卻至780~820°C，在輥道上待溫至720~780°C開始第二階段軋制，終 軋溫度為700~760°C，乳后鋼板冷卻至440~480°C，鋼板出水后空冷。該文獻(xiàn)添加少量 Ti以進(jìn)行微Ti處理，以細(xì)化晶粒、改善焊接性等，并未利用Ti的顯著強(qiáng)化作用，通過添加較 高含量的Ti而減少M(fèi)n、Nb等合金元素的用量，降低合金成本。
[0004] 中國專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N201410008540. 4的文獻(xiàn)，公布了"一種出口S355J2加鈦 鋼板及其生產(chǎn)方法"，其化學(xué)成分wt%含量為：C彡0. 16%、SiO. 25-0. 45%、Mnl. 0-1. 4%、 P彡0. 02%、S彡0. 004%、TiO. 05-0. 06%，CEV彡0. 40,其余為鐵及不可避免的雜質(zhì)。連鑄坯 加熱總加熱時(shí)間彡9min/cm，最高加熱溫度1220°C，均熱溫度彡1200°C，均熱段在爐時(shí)間> 90min;-階段開軋溫度彡1140°C，累計(jì)壓下率>60% ;二階段開軋溫度950°C，終軋溫度 < 900°C，變形率控制在50%-60% ;堆垛溫度彡400°C，時(shí)間彡16h。該文獻(xiàn)的不足在于其生 產(chǎn)時(shí)均熱溫度過低，鈦化物不能充分回溶，未能有效利用鈦的強(qiáng)化作用，故添加較高含量的 Mn元素，導(dǎo)致合金成本的增加。另外，該文獻(xiàn)通過添加較高含量的Ti進(jìn)行合金化，煉鋼時(shí)必 然存在有效Ti含量的波動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致最終鋼板強(qiáng)度的較大波動(dòng)。
[0005] 中國專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N201210491693.X的文獻(xiàn)，公布了"一種抗拉強(qiáng)度580MPa級(jí)鐵 素體貝氏體熱軋雙相鋼及其制備方法"，該文獻(xiàn)的化學(xué)成分按重量百分比為：C0.06~0. 12%， SiO. 40~0. 80%，Mnl. 20~1. 60%，TiO. 05~0. 10%，P< 0? 012%，S< 0? 01%，余量為鐵Fe，其屈 服強(qiáng)度彡400MPa，抗拉強(qiáng)度彡580MPa，斷后伸長率彡25%，屈強(qiáng)比彡0. 75,擴(kuò)孔率彡80%。該 發(fā)明是采用相對(duì)低碳成分設(shè)計(jì)，通過添加一定量的微合金元素鈦和控軋控冷工藝，生產(chǎn)抗 拉強(qiáng)度大于580MPa，斷后伸長率不低于25%，屈強(qiáng)比彡0. 75,擴(kuò)孔率彡80%，具有良好強(qiáng)度及 成形性能的熱軋鋼帶，其金相組織為細(xì)小的鐵素體/貝氏體組織。該文獻(xiàn)的特點(diǎn)在于通過 雙相組織的設(shè)計(jì)，使材料具有低的屈強(qiáng)比、高的擴(kuò)孔率，其不足在于為獲得鐵素體、貝氏體 雙相組織而采用較低的卷取溫度，不利于Ti的析出強(qiáng)化，未最大限度利用Ti的析出強(qiáng)化作 用。同時(shí)，該文獻(xiàn)也存在有效Ti會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)，但軋制工藝固定而導(dǎo)致的強(qiáng)度波動(dòng)大的問題。
[0006] 中國專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N200310101753. 3的文獻(xiàn)，公布了一種"屈服強(qiáng)度大于700MPa 級(jí)熱軋含鈦高強(qiáng)鋼板及其制造方法"。該鋼板包含的組分（Wt% )如下：基本成分：C0. 05~ 0.12%、Si0.2 ~0.5%、Mn1.0 ~1.6%、Ti0.16 ~0.20%、N彡 0.010%、P彡 0.02%、 S< 0. 010% ;可選成分：B0. 001~0. 0025% ;以及余量的Fe和雜質(zhì)。該文獻(xiàn)的不足在于 化學(xué)成分中添加的Ti含量過高，容易產(chǎn)生大顆粒的鈦化物夾雜，惡化成形性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種不僅低成本、屈服強(qiáng)度多350MPa，抗拉 強(qiáng)度在450~530MPa之間，延伸率A彡25%，且鋼卷的抗拉強(qiáng)度波動(dòng)范圍不超過80MPa、易成 形的含Ti冷成型鋼及生產(chǎn)方法。
[0008] 實(shí)現(xiàn)上述目的的措施： 一種鋼卷抗拉強(qiáng)度波動(dòng)< 80MPa的含Ti冷成型鋼，其組分及重量百分比含量為：C:0? 02 ~0? 04%，Si:0? 09 ~0? 43%，Mn:0? 12 ~0? 37%，P:彡 0? 02%，S:彡 0? 010%，Ti:0? 045 ~ 0. 075%，K0. 005%，其余為Fe及不可避免的夾雜。
[0009] -種鋼卷抗拉強(qiáng)度波動(dòng)彡80MPa的含Ti冷成型鋼的生產(chǎn)方法，其步驟： 1) 鋼水經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉，吹氬，真空處理后連鑄成板坯； 2) 對(duì)鑄坯進(jìn)行加熱，加熱溫度控制為1200~1300°C，并保溫，保溫時(shí)間不低于 lOOmin； 3) 進(jìn)行粗乳，控制粗軋出口溫度在1060~1100°C; 4) 進(jìn)行精軋，采用7道次軋制，并控制精軋終軋溫度在860~900°C; 5) 進(jìn)行層流冷卻，在前段按照冷卻速度為10~20°C/s冷卻至根據(jù)以下有效Ti即Ti有 ?含量所確定的卷取溫度； 6) 進(jìn)行卷?。涸?90~710°C范圍內(nèi)，卷取溫度按照有效Ti即Ti##含量而確定，即： A、 有效Ti含量的確定，按照Ti有效=Ti,&i - 3.4[N] - 3[S] - 0.006;將11有效設(shè)定四 個(gè)檔次，即〇~〇. 02%、大于0. 02至0. 03%、大于0. 03至0. 04%、大于0. 04%; 式中：Ti##為按照本步驟給與的公式所計(jì)算的值； Ti總量為在鋼種成分Ti:0. 045~0. 075%中所選取的值； N及S為鋼種成分所控制的值； B、 卷取溫度的確定：當(dāng)Ti有效在0~0. 02%時(shí)，卷取目標(biāo)溫度設(shè)定為590~620°C;當(dāng)Ti有效 在大于0. 02至0. 03%時(shí)，卷取目標(biāo)溫度設(shè)定為大于620至650°C;當(dāng)Ti##在大于0. 03至 0. 04%時(shí)，卷取目標(biāo)溫度設(shè)定為大于650至680°C;當(dāng)Ti##在大于0. 04%時(shí)，卷取目標(biāo)溫度 設(shè)定為大于680至710°C;卷取目標(biāo)溫度的設(shè)定與Ti##含量成正相關(guān)關(guān)系。
[0010] 本發(fā)明各原料的作用： 碳（C)，碳元素是鋼中必不可少的元素，可起到固溶強(qiáng)化、析出強(qiáng)化的作用，但也是影 響鋼韌性、焊接性、形成中心帶狀組織的主要元素。本申請(qǐng)采用含量為0. 02~0. 04%的低 碳成分設(shè)計(jì)，在保證固溶、析出強(qiáng)化效果的同時(shí)，使鋼具有良好的塑韌性。
[0011] 錳（Mn)，錳是高強(qiáng)度低合金鋼中的基本合金元素，鋼中添加Mn，可以通過Mn的固 溶強(qiáng)化提高鋼的強(qiáng)度，而且可降低鋼的相變溫度，細(xì)化晶粒。但Mn也是形成中心帶狀組織 的主要元素。本申請(qǐng)采用含量為0. 12~0. 37%的低Mn設(shè)計(jì)，同時(shí)結(jié)合低S的成分控制，可 以減少硫化物夾雜的產(chǎn)生，使鋼獲得良好的韌性和各向同性。且低Mn的成分設(shè)計(jì)大大降低 了合金成本。
[0012] 硅（Si) :Si的原子半徑比奧氏體小得多，所以其固溶強(qiáng)化作用明顯，但Si含量過 高時(shí)會(huì)導(dǎo)致表面質(zhì)量的惡化。因