[發(fā)明專利]一種含Ti中碳鋼及采用薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210056216.0
• 申請日: 2012-03-06
• 公開（公告）號: CN102534431A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳健鵬;張超;譚佳梅;陳良;張永錕;何金平;陸在學(xué);劉昌明;張?jiān)蒲?/a>;李宇興
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢鋼鐵（集團(tuán)）公司
• 主分類號: C22C38/58
• 分類號: C22C38/58;C22C38/50;C22C38/38;C22C38/28;B21B1/46
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 段姣姣

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋼鐵材料及生產(chǎn)方法，具體屬于是用于汽車底板或冷彎成型結(jié)構(gòu)件，且屈服強(qiáng)度在500MPa以上的含Ti中碳鋼及用薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)的方法。

背景技術(shù)

在目前形勢下，用于承重的構(gòu)件要求越來越趨于輕量化及高強(qiáng)度化，即屈服強(qiáng)度要至少達(dá)到550MPa以上，以降低使用中的能耗及碳排放量，降低對環(huán)境的污染，達(dá)到節(jié)能降排的目的。

目前，微合金鋼是具有高性能的新型低合金高強(qiáng)度鋼，一般采用低碳加Nb、V、Ti、Mo等進(jìn)行微合金化，以晶粒細(xì)化、析出強(qiáng)化和位錯(cuò)、組織強(qiáng)化等為主要強(qiáng)韌化機(jī)制。目前，通過控制鋼的化學(xué)成分和采用控軋控冷工藝，已經(jīng)開發(fā)出各種熱軋高強(qiáng)鋼板，強(qiáng)度級別從550Mpa-700Mpa級別不等，甚至包括960Mpa級別超高強(qiáng)調(diào)質(zhì)耐磨鋼板。

1)關(guān)于國內(nèi)外傳統(tǒng)熱軋高強(qiáng)鋼研究的基本情況

瑞典SSAB鋼板有限公司在特高強(qiáng)度鋼板和超高強(qiáng)度鋼板的生產(chǎn)上具有世界領(lǐng)先地位。

目前，國內(nèi)先后有寶鋼、太鋼、武鋼、本鋼等常規(guī)熱軋產(chǎn)線對600Mpa級別以上的超高強(qiáng)鋼進(jìn)行研究開發(fā)，且均為低碳鋼。如寶鋼700Mpa級別高強(qiáng)鋼，采用Nb、Ti、Mo復(fù)合添加的微合金成分體系，以析出強(qiáng)化為主，輔以相變強(qiáng)化和細(xì)晶強(qiáng)化，實(shí)現(xiàn)了軋制時(shí)的低變形抗力和產(chǎn)品的高強(qiáng)度。

太鋼采用低S含量，結(jié)合硫化物的球化處理，采用Nb、Ti復(fù)合微合金化，添加適量的Mo，配合熱連軋的控軋控冷，通過細(xì)晶、析出和相變強(qiáng)化機(jī)制，保證鋼板獲得所要求的性能。

武鋼二熱軋高強(qiáng)鋼包括屈服強(qiáng)度600Mpa、650Mpa和700Mpa等不同強(qiáng)度級別。應(yīng)用范圍涉及工程機(jī)械用、汽車大梁和集裝箱等相關(guān)行業(yè)。其基本設(shè)計(jì)思想為：600Mpa左右高強(qiáng)鋼采用低碳高錳加Ti成分，通過Ti的細(xì)晶強(qiáng)化和沉淀強(qiáng)化效果，保證帶鋼強(qiáng)度，而對于650Mpa及以上級別的高強(qiáng)鋼，則采用Nb、Ti復(fù)合強(qiáng)化思路，根據(jù)鋼種的性能要求，添加適當(dāng)?shù)腗o等，保證鋼板所需性能的穩(wěn)定獲得。

表一?常規(guī)熱軋產(chǎn)線主要高強(qiáng)鋼的化學(xué)成分

以上可以看出，均采用低碳系列并添加較多微合金元素的方式。

2)薄板坯連鑄連軋高強(qiáng)鋼研發(fā)概況

二十世紀(jì)八十年代末在美國紐柯公司獲得成功的緊湊式帶鋼生產(chǎn)工藝的特征是薄板坯連鑄連軋。珠鋼的CSP產(chǎn)線是我國的第一條薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線，截止到2010年底，國內(nèi)已建成13條薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線。珠鋼、本鋼、漣鋼和濟(jì)鋼等薄板坯連鑄連軋企業(yè)對高強(qiáng)鋼的成分、工藝與組織性能等也進(jìn)行了相關(guān)機(jī)理研究和生產(chǎn)實(shí)踐。

珠鋼CSP產(chǎn)線針對薄板坯連鑄連軋的工藝特點(diǎn)，利用單一的Ti微合金化技術(shù)，通過采取相應(yīng)的生產(chǎn)控制工藝，成功開發(fā)了屈服強(qiáng)度700Mpa級別、具有優(yōu)良的冷沖壓成型性能、良好的塑性和焊接性能的超高強(qiáng)鋼，包括兩大系列：超高強(qiáng)耐候鋼和冷成型用超高強(qiáng)鋼。

本鋼采用低碳高錳、添加Mo、Cr、Nb、Ti的合金化設(shè)計(jì)，采用FTSC薄板坯連鑄連軋機(jī)組成功開發(fā)屈服強(qiáng)度700Mpa級高強(qiáng)鋼集裝箱鋼用熱軋鋼帶。試制的高強(qiáng)耐候鋼組織為針狀鐵素體加粒狀貝氏體的理想組織，同時(shí)有效利用細(xì)晶強(qiáng)化和沉淀強(qiáng)化技術(shù)，并合理控制馬奧島。鋼帶的屈服強(qiáng)度可穩(wěn)定達(dá)到700Mpa以上。

漣鋼CSP產(chǎn)線采用低碳高Ti輔助添加微量Nb，取消V、Cr、Mo、B等合金的加入，主要利用晶粒細(xì)化和TiC的析出強(qiáng)化來保證鋼的強(qiáng)度，目前已成功生產(chǎn)600Mpa和700Mpa級別的工程機(jī)械用高強(qiáng)鋼。

表二?國內(nèi)各薄板坯產(chǎn)線的高強(qiáng)鋼化學(xué)成分體系

由上可知，目前國內(nèi)外熱軋高強(qiáng)鋼均采用低碳成分體系，再添加Nb、V、Ti等開發(fā)生產(chǎn)出不同微合金化系列的高強(qiáng)鋼，強(qiáng)度級別達(dá)到700Mpa及以上。

高強(qiáng)鋼尤其是薄規(guī)格高強(qiáng)鋼因其強(qiáng)度高，厚度薄，可減輕結(jié)構(gòu)部件的重量，提高有效載荷，降低燃耗和CO₂排放。隨著國家對節(jié)能、減排、降耗的日益重視，在集裝箱鋼制造，工業(yè)機(jī)械和運(yùn)輸行業(yè)等輕量化需求擴(kuò)大，高強(qiáng)鋼尤其是3.0mm及以下規(guī)格高強(qiáng)鋼的市場需求進(jìn)一步提高。從現(xiàn)有需求來看，薄規(guī)格高強(qiáng)鋼主要應(yīng)用于集裝箱頂板、側(cè)板等沖壓件，汽車車身支撐件、客車行李架等冷彎成型結(jié)構(gòu)件，以及車輛底板、側(cè)板等要求良好板形和良好焊接性能的部位。

對于低碳體系生產(chǎn)高強(qiáng)鋼，由于含碳低，需要添加昂貴的微合金如Nb、V、Mo等，以提高屈服強(qiáng)度。其存在的不足主要有：