低Mn熱軋鋼及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于熱連軋板帶技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低成本的Q345低合金高強(qiáng)度結(jié) 構(gòu)用低Mn熱軋鋼板及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼是指在普通碳素鋼中加入少量或微量合金元素，通過制定合 適的控軋控冷工藝，從而得到比普通碳素鋼性能更為優(yōu)良的高強(qiáng)度、高韌性和冷成型能力 的熱軋鋼板。由于鋼中加入的合金元素總量不多，這類合金鋼屬于低合金鋼，通常在熱軋狀 態(tài)下使用，其中屈服強(qiáng)度多345MPa級的低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼（牌號：Q345)的市場需求量 最大，GB/T1591-2008對Q345低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分和力學(xué)性能要求見表1。
[0003] 表1 Q345低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分和力學(xué)性能
[0004]
[0005] 備注：根據(jù)需要，可以加入Nb、V、Ti等其它合金元素。
[0006] 國內(nèi)外對Q345低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的工業(yè)生產(chǎn)和產(chǎn)品應(yīng)用方面已有一些研宄成 果。
[0007] 申請?zhí)枮?200710113915. 3"，發(fā)明名稱為"使用中薄板坯軋制厚規(guī)格低合金結(jié)構(gòu) 鋼鋼板的方法"，公開了一種用150~170mm厚的連鑄坯生產(chǎn)厚規(guī)格16~20mm高強(qiáng)度熱軋 卷板的工藝，鋼的化學(xué)成分為：C :0. 15~0. 20%，Si :0. 20~0. 40%，Mn :1. 40~1. 60%， P :彡0. 030%，S :彡0. 030%，其余為Fe和微量雜質(zhì)；成品力學(xué)性能為屈服強(qiáng)度彡350MPa， 抗拉強(qiáng)度彡500MPa，延伸率彡21%。
[0008] 申請?zhí)枮?201010165553. 4"，發(fā)明名稱為"一種熱軋鋼板的生產(chǎn)方法"，公開了 采用降低熱軋終軋溫度、快冷+層流冷卻模式和降低卷取溫度等工藝技術(shù)措施，成功降低 Q345 的 Mn 含量至(λ 60 % 80 %，其化學(xué)成分為 C :0· 10 % 22 %，Si :彡（λ 35 %，Mn : 0.60%-0.80%沖：彡0.025%，5:彡0.025%，成品力學(xué)性能為屈服強(qiáng)度彡3501〇^，抗拉強(qiáng) 度彡500MPa，延伸率彡20%。
[0009] 申請?zhí)枮?201310414988. 1"，發(fā)明名稱為"一種熱軋雙相鋼及其生產(chǎn)方法"， 公開 了一種 C :0· 12 ~0· 20%，Si :0· 15 ~0· 35%，Mn :0· 75 ~L 30%，P :彡 0· 020%， S :彡0.010%，其余為Fe和微量雜質(zhì)；成品力學(xué)性能為屈服強(qiáng)度彡330MPa，抗拉強(qiáng)度 彡600MPa，延伸率彡24%，屈強(qiáng)比為0.5~0.7。
[0010] 朱伏先等人在"控軋控冷條件下Q345中厚板的生產(chǎn)工藝研宄"一文中，對Q345低 合金鋼奧氏體再結(jié)晶行為對組織和性能的影響進(jìn)行了研宄，其化學(xué)成分為C :0. 17%，Si : 0· 35%，Mn :1. 48%，P彡0· 021%，S彡0· 008%，成品力學(xué)性能為屈服強(qiáng)度396MPa，抗拉強(qiáng) 度 569MPa。
[0011] 可見，相關(guān)資料對Q345低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)用鋼的研宄重點(diǎn)集中于焊接性能、成型 性能、奧氏體再結(jié)晶形為對組織和性能的影響等方面，各企業(yè)為了保證Q345低合金高強(qiáng)度 熱軋鋼板的強(qiáng)度滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，主要合金元素 Mn含量基本上控制在0. 75~1. 60%的較高 水平，或降低Mn含量通過快速冷卻+層流冷卻和低溫卷取的方式生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問題是提供一種成本更低、力學(xué)性能穩(wěn)定、成型性 能優(yōu)良的低Mn熱軋鋼。
[0013] 一種低Mn熱軋鋼，其化學(xué)成分按重量百分比為C 0. 10~0.22%，Si彡0.35%， Mn 0· 10 ~0· 40%，Ti 0· 030 ~0· 060%，P 彡 0· 025%，S 彡 0· 025%，余量為 Fe 和不可避 免雜質(zhì)；所述低Mn熱軋鋼的顯微組織為鐵素體+珠光體結(jié)構(gòu)。
[0014] 上述所述一種低Mn熱軋鋼，鋼的屈服強(qiáng)度ReL彡345MPa，拉伸強(qiáng)度Rm :470~ 630MPa，延伸率 A 彡 20. 0 %。
[0015] 進(jìn)一步的，作為更優(yōu)選的技術(shù)方案，上述所述一種低Mn熱軋鋼，其化學(xué)成分按重 量百分比為：C 0· 13%，Si 0· 19%，Mn 0· 37%，Ti 0· 058%，P 0· 021%，S 0· 008%，余量為 Fe和不可避免雜質(zhì)；鋼的屈服強(qiáng)度ReL 462MPa，拉伸強(qiáng)度Rm 608MPa，延伸率A 24. 5%。
[0016] 本發(fā)明在Q345低合金高強(qiáng)度熱軋鋼板的Mn含量由常規(guī)的0. 75~1. 60%的較高 水平大幅度降低到〇. 10~〇. 40%的情況下，添加了 0. 030~0. 060%的微合金元素 Ti，通 過析出強(qiáng)化來彌補(bǔ)因 Mn含量降低而引起的強(qiáng)度損失，從而生產(chǎn)出成本更低的Q345低合金 高強(qiáng)度熱軋鋼板，熱軋鋼的顯微組織為鐵素體+珠光體結(jié)構(gòu)。
[0017] 本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問題是提供一種低Mn熱軋鋼的制備方法。
[0018] 其中，包括以下步驟：
[0019] a、經(jīng)過常規(guī)鐵水脫硫和轉(zhuǎn)爐冶煉后，保證鋼水成分按重量百分比為：C 0. 10~ 0.22%，Si<0.35%，Mn0.10~0.40%，Ti 0.030~0.060%，P< 0.025%，S< 0.025%， 余量為Fe和不可避免雜質(zhì)；
[0020] b、將上述處理后的鋼水，扎制成200~230mm厚的連鑄坯，在1200°C~1260°C下 均熱，均熱時(shí)間彡180min ;
[0021] c、將b步驟均熱后的板坯先采用3~7道次粗軋，扎制成厚度為30~60mm中間 坯，再經(jīng)4~7機(jī)架進(jìn)行精軋，終軋溫度為850~900°C ;
[0022] d、將c步驟軋制后的板坯以10~50°C /s的冷卻速度冷卻至680~740°C，空冷 5~9s，再以10~50°C /s的冷卻速度冷卻至580~640°C，卷曲，得到鐵素體+珠光體鋼 組織。
[0023] 進(jìn)一步的，上述所述一種低Mn熱乳鋼制備方法，其中所述b步驟中連鑄還均熱溫 度優(yōu)選為1207 °C。
[0024] 進(jìn)一步的，上述所述c步驟中粗軋后中間坯厚度優(yōu)選為59mm，終軋溫度優(yōu)選為 895。。。
[0025] 進(jìn)一步的，上述所述d步驟中軋制后的板坯以冷卻速度優(yōu)選為38°C /s，冷卻到 685°C，空冷5s后，再優(yōu)選以irC /s的冷卻速度冷卻到587°C，卷取。
[0026] 本發(fā)明采用低Mn、添加微合金元素 Ti的化學(xué)成分進(jìn)行生產(chǎn)，連鑄坯經(jīng)粗軋-精 車L -快速冷卻-空冷-層流冷卻-卷取生產(chǎn)出組織為鐵素體+珠光體的熱軋鋼板。其屈服 強(qiáng)度彡345MPa，抗拉強(qiáng)度470~630MPa，延伸率A彡20 %。
[0027] 本發(fā)明有益效果如下：
[0028] 1、本發(fā)明生產(chǎn)的Q345低合金高強(qiáng)度鋼的Mn含量由常規(guī)的0. 75~1. 60 %大幅 度降低到0. 10~0. 40%，添加了 0. 030~0. 060%的微合金元素 Ti，充分發(fā)揮Ti析出 強(qiáng)化的作用保證了熱軋鋼的強(qiáng)度，其屈服強(qiáng)度彡345MPa，抗拉強(qiáng)度470~630MPa，延伸率 A彡20%，滿足國標(biāo)GB/T1591-2008的要求。
[0029] 2、本發(fā)明控制精軋后以10~50°C /s的冷卻速度冷卻至680~740°C，空冷5~ 9s后再以10~50°C /s的冷卻速度冷卻至580~640°C的溫度范圍內(nèi)卷取。這樣可以使空 冷階段，Ti有時(shí)間析出，對提高強(qiáng)度貢獻(xiàn)較大，且由于是分段冷卻，厚度方向有個(gè)冷卻-回 溫過程，厚度方向組織均勻性更好。
[0030] 3、本發(fā)明還具有工藝控制簡單、生產(chǎn)成本低的特點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 一種低Mn熱軋鋼，其化學(xué)成分按重量百分比為C 0. 10~0.22%，Si彡0.35%， Mn 0· 10 ~0· 40%，Ti 0· 030 ~0· 060%，P 彡 0· 025%，S 彡 0· 025%，余量為 Fe 和不可避 免雜質(zhì)；所述低Mn熱軋鋼的顯微組織為鐵素體+珠光體結(jié)構(gòu)。
[0032] 上述所述一種低Mn熱軋鋼，鋼的屈服強(qiáng)度ReL彡345MPa，拉伸強(qiáng)度Rm :470~ 630M