高强度冷成型热连轧钢板及其生产方法

摘要

本发明涉及一种高强度冷成型热连轧钢板及其生产方法。其化学成分如下：C：0.05～0.10wt％，Si：0.10～0.50wt％，Mn：1.0～2.0wt％，P≤0.025wt％，S≤0.010wt％，Nb：0.03～0.08wt％，Ti：0.05～0.15wt％，Mo：0.10～0.50wt％，Ca：0.0010～0.0050wt％，Al：0.01～0.05wt％，其余为Fe及不可避免的杂质。其工艺流程包括：铁水深脱硫→转炉顶底复合吹炼→炉外精炼→连铸(机清)→热装热送进保温坑→板坯再加热→控制轧制→控制冷却→卷取→精整。本发明高强度冷成型热轧连钢板，屈服强度达到700MPa，具有优良的力学性能和良好的焊接、冷弯等加工性能，同时在钢板生产过程中合金元素加入少，生产成本低，大生产操作方便，不需要进行回火或调质等热处理工艺。使用领域包括工程机械，特种汽车、保险柜等用结构件、集装箱行业等。

权利要求

1.一种高强度冷成型热连轧钢板，其特征在于：

C：0.05～0.10wt％ Si：0.10～0.50wt％Mn：1.0～2.0wt％ P≤0.025wt％S≤0.010wt％ Nb：0.03～0.08wt％Ti：0.05～0.15wt％ Mo：0.10～0.50wt％Ca：0.0010～0.0050wt％ Al：0.01～0.05wt％余量为Fe及不可避免的杂质。

2.如权利要求1所述的高强度冷成型热连轧钢板的生产方法，其特征在于：工艺流程包括：铁水深脱硫→转炉顶底复合吹炼→炉外精炼→连铸→热装热送进保温坑→板坯再加热→控制粗轧和终轧→控制冷却→卷取→精整；该工艺流程中的主要工艺参数为：板坯加热温度为1200℃以上，粗轧结束温度1000～1050℃，终轧温度850～950℃，轧后采用层流冷却，冷却速度5～15℃/s，卷取温度550～650℃。

说明书

高强度冷成型热连轧钢板及其生产方法

技术领域

[0001] 本发明涉及低合金钢制造领域，尤其涉及一种高强度冷成型热连轧钢板及其生产方法。

背景技术

[0002] 在能源供应日趋紧张的今天，增强材料强度，减轻构件重量，代表了结构用钢的发展方向。 高强度钢的应用可以显著减轻构件的重量，减轻设备的自重量，从而减少设备的燃料消耗，提高设备的工作效率。 因此，在移动设备如集装箱、汽车和铁道车辆等领域都迫切需要一种具有较高的强度和优良的综合力学性能的钢材。

[0003] 经检索，现有的高强度钢种都有其一定的缺陷。 如武汉钢铁公司申请的专利(CN1651589A) “高强度易焊接时效硬化钢及其生产方法”和专利(CN1563468A) “冷成型高强度焊接结构钢的生产方法。 二者均采用低碳-锰为基础，添加合金化元素为主要成分，通过控轧控冷工艺来实现最终性能。 其不足之处是：为了提高钢材的强度，成分设计中加入较高含量的Cu和Ni，另外还含有Mo、Cr等贵重的合金元素，不仅提高了钢的成本，同时大量合金元素的加入也提高了钢的碳当量及裂纹敏感系数，对其焊接性能有不利影响，而且该钢种中虽然添加了大量的贵重合金元素，但其屈服强度仍然只能达到≥500MPa，强度无法满足需求。

[0004] 欧洲专利(US4141761A) “High strength low alloy steel containing columbium and titanium”相对而言钢种强度比较高，但其仅采用添加微合金元素Nb和Ti来提高钢材的强度，Nb+Ti总添加量最大可达0.24％，其屈服强度也只能达到620MPa。

[0005] 又如新日铁在中国申请的同族专利(CN1639371A) “弯曲加工性优良的耐候性高强度钢板及其制造方法”，其不足之处也在于钢中加入了较多的合金元素，如Ni含量最高达2.0％，Ti含量最高达0.2％，较高的合金元素不但不能显著提高钢的强度，同时增加了生产工序，生产操作复杂。

[0006] 另外，在轧制过程中，钢中的MnS夹杂很容易沿轧制方向变形拉长，从而影响了钢板的各向同性，以上专利的成分设计中均未考虑加入Ca或稀土对硫化物进行变性处理。

发明内容

[0007] 本发明旨在提供一种高强度冷成型热轧连钢板，屈服强度达到700MPa级别，该类钢板不仅具有优良的力学性能和良好的焊接、冷弯等加工性能，同时在钢板生产过程中合金元素加入少，生产成本低，大生产操作方便，不需要进行回火或调质等热处理工艺。 使用领域包括工程机械，特种汽车、保险柜等用结构件、集装箱行业等。

[0008] 为达到以上目的，本发明设计了一种高强度冷成型热连轧钢板，其化学成分如下：

[0009] C：0.05～0.10wt％ Si：0.10～0.50wt％

[0010] Mn：1.0～2.0wt％ P≤0.025wt％

[0011] S≤0.010wt％ Nb：0.03～0.08wt％

[0012] Ti：0.05～0.15wt％ Mo：0.10～0.50wt％

[0013] Ca：0.0010～0.0050wt％ Al：0.01～0.05wt％

[0014] 余量为Fe及不可避免的杂质。

[0015] 该高强度冷成型热连轧钢板生产方法的工艺流程包括：铁水深脱硫→转炉顶底复合吹炼→炉外精炼→连铸(机清)→热装热送进保温坑→板坯再加热→控制轧制→控制冷却→卷取→精整。

[0016] 板坯加热温度为1200℃以上，粗轧结束温度1000～1050℃，终轧温度850～950℃，轧后采用层流冷却，冷却速度5～15℃/s，卷取温度550～650℃。 可以根据成品板厚度增加适当降低终轧温度和卷取温度。

[0017] 本发明制造钢具有如下优点：

[0018] 1.本发明钢采用微合金元素少，大生产操作方便，生产钢板具有良好的综合力学性能，屈服强度达到700MPa以上，可有效的减轻构件重量，节约生产成本。

[0019] 2.本发明钢具有良好的焊接性能，通过合理的成分设计和焊接材料推荐，可以有效提高焊接效率，获得良好的焊接接头性能。

[0020] 3.本发明钢的生产方法是采用控轧控冷的热连轧工艺生产的，不需要对钢板进行调质处理，生产工艺简单，故其生产成本较低。

[0021] 4.本发明钢主要通过轧后的析出强化提高钢材的强度，因此可以在较高的温度下实现终轧，降低了材料的变形抗力，减小了轧机负荷，增大轧机产能。

[0022] 下表1中列出了发明钢种与现有的对比专利钢种的成分范围、工艺制度及力学性能对比。

[0023]

具体实施方式

[0024] 按照本发明钢化学成分要求，采用纯净钢冶炼工艺，在炼钢厂300吨转炉进行顶底复合吹炼，然后进行炉外精炼，，获得化学成分见表1，余量为Fe及不可避免的夹杂。 将连铸坯送至热轧生产线，钢坯加热至1200℃以上，采用两阶段控轧和轧后水冷并卷取，粗轧结束温度1000～1050℃，终轧温度850～950℃，轧后采用层流冷却，冷却速度5～15℃/s，卷取温度550～650℃，制得热轧板，最终厚度分别为：3.2mm、6mm，力学性能见表2。同时表2、表3中还将发明钢与前述已申请专利的相关钢种进行了对比，其中对比1为前述2005年8月10日公布的CN 1651589A专利“高强度易焊接时效硬化钢及其生产方法”；对比2为2005年1月12日公布的CN 1563486A “冷成型高强度焊接结构钢的生产方法”；对比3为1979年2月27日公布的US4141761A专利“High strength low alloy steel containing columbium and titanium”；对比4为2005年7月
13日公布的CN 1639371A “弯曲加工性优良的耐候性高强度钢板及其制造方法”[0025] 表2不同厚度钢板对应的化学成分(重量百分比％)

[0026]

[0027] 表3发明钢与相关专利对应钢种的力学性能对比

[0028]钢 厚度 加热 终轧 卷取 屈服 抗拉 延伸率冷弯
种 mm 温度 温度 温度 强度 强度 ％ 180°
℃ ℃ ℃ MPa MPa
发明1 6.0 1210 850 565 746 850 21 d＝1.5a
发明2 6.0 1220 870 550 720 836 20 d＝1.5a
发明3 3.2 1240 880 598 729 780 22 d＝1.5a
发明4 3.2 1250 892 560 764 829 22 d＝1.5a
发明5 3.2 1220 945 620 737 820 23 d＝1.5a