微合金超细晶粒热轧钢板及其生产方法

摘要

本发明涉及一种微合金超细晶粒热轧钢板及其生产方法，属于热轧板带技术领域。本发明所要解决的技术问题是提供在现有热连轧生产设备上获得的微合金超细晶粒热轧钢板，其化学成分按重量百分比计为：C：0.08～0.13％、Si：0.15～0.35％、Mn：1.00～1.20％、V：0.10～0.16％、N：0.0150～0.0200％、P：0～0.025％、S：0～0.015％，其余为Fe和不可避免杂质。本发明的微合金超细晶粒热轧钢板在现有热连轧生产设备上即可生产，不需要低的精轧入口温度和卷取温度。板卷Rel≥520MPa，Rm≥610MPa，具有力学性能稳定、强韧性匹配良好等特点。

权利要求

1.微合金化超细晶粒热轧钢板，其特征在于：所述钢板金相组织为铁素体+珠光体，铁素体晶粒尺寸为2～3μm；

制备方法为：将板坯加热到1200～1220℃保温粗轧后再进行精轧，精轧入口温度

940～960℃，终轧温度控制在790～810℃，850℃以下的总变形率大于50％，道次变形率大于15％，轧后立即快速冷却到580～600℃卷取；板坯的化学成分按重量百分比计为：C：

0.08～0.13％、Si：0.15～0.35％、Mn：1.00～1.20％、V：0.13～0.16％、N：0.0180～

0.0200％、P：0～0.025％、S：0～0.015％，其余为Fe和不可避免杂质。

2.微合金化超细晶粒热轧钢板的生产方法，其特征在于：将连铸所得板坯加热到

1200～1220℃保温粗轧后再进行精轧，精轧入口温度940～960℃，终轧温度控制在790～

810℃，850℃以下的总变形率大于50％，道次变形率大于15％，轧后立即快速冷却到580～

600℃卷取；板坯的化学成分按重量百分比计为：C：0.08～0.13％、Si：0.15～0.35％、Mn：

1.00～1.20％、V：0.13～0.16％、N：0.0180～0.0200％、P：0～0.025％、S：0～0.015％，其余为Fe和不可避免杂质。

3.根据权利要求2所述的微合金化超细晶粒热轧钢板的生产方法，其特征在于：所述精轧采用机架间冷却水。

说明书

微合金超细晶粒热轧钢板及其生产方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种微合金超细晶粒热轧钢板及其生产方法，属于热轧板带技术领域。

背景技术

[0002] 从上世纪末开始，世界上许多国家(如日本、韩国、中国、欧盟等)陆续启动了旨在大幅度提高钢材的强韧性和使用寿命的大型科研项目，掀起了新一轮钢铁材料研究的热潮。我国于1999年正式启动了“新一代钢铁材料的重大基础研究”项目，其主要目标是保证生产经济性的前提下，使钢材的强度和韧性提高一倍，或强度、韧性没有明显增加，但其使用寿命提高一倍。提高材料强度的方法有多种，但晶粒细化是唯一既能提高强度又能改善韧性的方法，因此，超细晶粒钢是当今世界钢铁材料领域的研究热点。

[0003] 在CN153964A和CN1537965A公开的低碳420MPa级复合强化超细晶粒钢，组织为铁素体+贝氏体，其铁素体晶粒尺寸为3～5μm。但是其生产工艺中卷取温度为430～470℃，卷取温度低，对热轧卷取机的设备能力要求高，而且其屈服强度仅为420～450MPa，抗拉强度为530～550MPa。

[0004] CN1614067A公开的具有超细晶粒的热轧钢板生产方法及其制造的热轧钢板，CN1431059A公开的厚规格超细晶粒热轧钢板及其生产方法，这两个专利均要求精轧的入口温度在870～920℃，粗轧后必须待钢，生产效率低，而且，这两个专利只能生产屈服强度400MPa左右的超细晶粒钢板。

[0005] 在CN1537967A公开的低碳520MPa级复合强化超细晶粒钢，其屈服强度达到520～570MPa，抗拉强度达到630～690MPa，组织为铁素体+贝氏体，其铁素体晶粒尺寸为
3～5μm。但生产工艺中卷取温度为430～470℃，卷取温度低，对热轧卷取机的设备能力要求高。

[0006] CN1851008A公开一种微合金超细晶粒热轧钢板制备方法，化学成分采用钒微合金化、铌钒复合微合金化或铌钛复合微合金化，其中，钒微合金化生产的超细晶粒钢板的屈服强度为400MPa以上，铌钒复合微合金化生产的超细晶粒钢板的屈服强度480MPa以上，铌钛复合微合金化生产的超细晶粒钢板的屈服强度470MPa以上。但其生产方法中精轧入口温度780～820℃，如此低的精轧入口温度，在生产工程中，粗轧后必须待钢，影响生产率。

发明内容

[0007] 本发明所要解决的第一个技术问题是提供在现有热连轧生产设备上获得的微合金超细晶粒热轧钢板。

[0008] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：微合金化超细晶粒热轧钢板，其化学成分按重量百分比计为：C：0.08～0.13％、Si：0.15～0.35％、Mn：1.00～1.20％、V：0.10～0.16％、N：0.0150～0.0200％、P：0～0.025％、S：0～0.015％，其余为Fe和不可避免杂质。

[0009] 优选的，所述微合金化超细晶粒热轧钢板，其化学成分按重量百分比计为：C：0.08～0.13％、Si：0.15～0.35％、Mn：1.00～1.20％、V：0.13～0.16％、N：0.0180～
0.0200％、P：0～0.025％、S：0～0.015％，其余为Fe和不可避免杂质。

[0010] 进一步的，所述微合金化超细晶粒热轧钢板金相组织为铁素体+珠光体，铁素体晶粒尺寸为2～3μm。

[0011] 本发明所要解决的第二个技术问题是提供上述微合金化超细晶粒热轧钢板的生产方法，具体为将连铸所得板坯加热到1200～1220℃保温粗轧后，再进行精轧，精轧入口温度940～960℃，采用机架间冷却水，终轧温度应控制在790～810℃，850℃以下的总变形率大于50％，道次变形率大于15％，轧后立即快速冷却到580～600℃卷取。

[0012] 本发明的有益效果是：该生产方法简单易行，在现有热连轧生产设备上即可生产，不需要低的精轧入口温度和卷取温度。该方法生产的热连轧超细晶粒板卷Rel≥520MPa，Rm≥610MPa，具有力学性能稳定、强韧性匹配良好等特点。

附图说明

[0013] 图1为微合金超细晶粒钢板的金相组织图。

具体实施方式

[0014] 微合金超细晶粒热轧钢板的生产方法是铁水预处理→转炉→炉后精炼→连铸→加热→粗轧→热卷→精轧→冷却→卷取。通过转炉冶炼、炉后精炼、连铸浇注后，板坯的化学成分为：：C：0.08～0.13％、Si：0.15～0.35％、Mn：1.00～1.20％、V：0.10～0.16％、N：0.0150～0.0200％、P：0～0.025％、S：0～0.015％，其余为Fe和不可避免杂质。

[0015] 将连铸所得板坯加热到1180～1200℃保温粗轧得到中间坯，根据成品厚度的不同，200mm厚的板坯经过粗轧后得到的中间坯的厚度可以在32～38毫米的范围内波动，[0016] 经过粗轧后的中间坯随后进行热卷箱卷取，在热卷箱中实现中间坯头尾互换，以保证钢坯通长的温度均匀；同时去除二次氧化铁皮以保证钢坯板面光洁。所述热卷箱可以为无芯移送热卷箱。

[0017] 中间坯经热卷箱卷取之后即进行移位开卷，进入精轧区进行精轧，精轧入口温度940～960℃，采用机架间冷却水，终轧温度应控制在790～810℃，道次变形率大于15％，精轧后三个机架的总变形率大于50％。轧后立即采用10～30℃/秒的冷却速度快速冷却到580～600℃卷取。

[0018] 以下通过实施例对本发明作进一步详细的说明。

[0019] 实施例1

[0020] 分5个批次制备高强度热连轧钢板，各批次的板坯(常规转炉冶炼、连铸的板坯)化学成分见表1。

[0021] 将连铸板坯分别依次进行板坯加热、高压水除鳞、粗轧、热卷箱卷取、精轧、层流冷却和卷取，从而制得热连轧钢板，采用6机架精轧机精轧，精轧入口温度940～960℃，采用机架间冷却水，终轧温度应控制在790～810℃，道次变形率大于15％，精轧后三个机架的总变形率大于50％。其余工艺参数如表2所示。精轧压下率如表3所示。产品力学性能如表4所示。

[0022] 表1

[0023]

[0024] 表2

[0025]样品 板坯加 中间坯 精轧入 钢板的
终轧温 冷却速度 卷取温
热温度 厚度 口温度 厚度
度(℃) (℃/秒) 度(℃)
(℃) (mm) (℃) (mm)
1 1205 38 945 805 12 585 8.0
2 1216 36 943 808 15 584 7.5
3 1208 33 956 793 22 598 3.8
4 1202 34 958 798 19 593 4.8
5 1206 36 948 804 18 596 6.5

[0026] 表3

[0027]样 第一机架 第二机架 第三机架 第四机架 第五机架 第六机架
品 压下率(％) 压下率(％) 压下率(％) 压下率(％) 压下率(％) 压下率(％)
1 32 0 30 30 25 15
2 31 0 30 30 25 17
3 38 35 30 33 27 16
4 33 30 30 30 25 18
5 35 0 34 31 27 17

[0028] 表4

[0029]样品 屈服强度(MPa) 抗拉强度(MPa) 延伸率(％)
1 525 625 25.0
2 540 615 24.5
3 545 620 25.5
4 565 655 22.5
5 540 625 23.0