[發明專利]一種低合金結構鋼熱軋鋼板的制造方法

有效

• 申請號: 201310353016.6
• 申請日: 2013-08-14
• 公開（公告）號: CN103447295A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 張紅斌;趙宇;張衛強;張瑜;張志波;楊春雷
• 申請（專利權）人: 武鋼集團昆明鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B21B1/22
• 分類號: B21B1/22;C21D8/02
• 代理公司: 昆明知道專利事務所(特殊普通合伙企業) 53116
• 代理人: 姜開俠;姬介南

技術領域

本發明屬于金屬材料加工與成型技術領域，具體涉及一種采用普通軋機低成本生產高強度、高韌性的低合金高強度結構鋼熱軋鋼板的制造方法。

背景技術

低合金高強度鋼是在低碳鋼中添加少量合金化元素使軋制態或正火態的屈服強度超過275?MPa的低合金工程結構鋼，是結構鋼中應用最廣泛的品種之一，廣泛應用于高層鋼結構建筑、橋梁和行車梁結構件，以及農用車、汽車、鐵道車輛和工程機械的高強度零件。在滿足塑性、韌性及工藝性能要求的前提下，與普通的碳素結構鋼相比具有更高的強度及其它優越的性能。

高強度、高韌性鋼材，即高屈服強度和抗拉強度的鋼材，可以提高結構件的強度；而低屈強比，也即較好的塑形，則可以提高結構件的安全可靠程度，從而可以減輕鋼結構的重量，提高資源的利用率，是鋼鐵材料發展的方向。目前生產的高強度、高韌性低合金高強度鋼材，通常是在普通低合金鋼的基礎上添加少量合金元素（如Nb、V、Ti等）形成微合金化鋼，通過微合金元素與板材控軋、控冷技術的有機結合，控制微合金元素的析出行為，如控制其沉淀析出量，沉淀析出相的形貌、大小及分布，以細化晶粒、提高鋼的強韌性和獲得良好的成型性及焊接性。但由于微合金化鋼需要消耗大量昂貴的Nb、V、Ti等合金，生產成本高；而且，廣泛添加的Nb雖然能提高鋼材的抗拉強度和屈服強度，但強度的提高也會伴隨著顯著的缺口韌性惡化；而V雖然具有熱處理時抑制晶粒長大的作用，但在溫度升高時會引起可觀察到的最大二次硬化；添加的Ti雖然固溶狀態時，固溶強化作用極強，但同時會降低固溶體的韌性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種采用軋機低成本生產高強度、高韌性的低合金高強度結構鋼熱軋鋼板的制造方法。

本發明的目的是這樣實現的：包括鋼坯加熱、再結晶粗軋、過渡軋制、低溫精軋、收卷冷卻工序，具體包括：

A、鋼坯加熱：將低合金結構鋼鋼坯加熱至1100～1200℃出爐；

B、再結晶粗軋：將出爐鋼坯快速冷卻后送軋機軋制，軋制溫度為1000～1050℃，軋制道次壓下率為30%～40%，軋制速度2.5m/s以上，得到粗軋板坯；

C、過渡軋制：將粗軋板坯快速冷卻至850～900℃的奧氏體未再結晶區軋制，軋制道次壓下率為10%～15%，軋制速度2.5m/s以下，得到850℃以下中間板坯；

D、低溫精軋：將中間板坯按道次壓下量為20%～30%進行2～4道次軋制并在各道次間水冷卻，終軋溫度為720℃～750℃，得精軋鋼板；

E、收卷冷卻：將精軋鋼板送卷取機進行卷取，并控制卷取溫度為540～580℃，同時控制層流冷卻速度25～30℃/s，所得鋼板卷自然空冷至室溫，得到低合金結構鋼熱軋板卷。

本發明通過加熱鋼坯至預定溫度，然后出爐快速降溫至特定溫度，以確保后續再結晶軋制在保證設備安全的前提下實現大壓下量快速軋制，使鋼坯整個厚度方向上的原始奧低體晶粒得到充分破碎，又能防止加熱中原始奧低體晶粒過份長大，以實現得到均勻細小變形再結晶奧氏體晶粒組織的粗軋坯，為后續得到細晶組織，提高鋼的高韌性做準備；同時防止粗軋大壓下量壓下時產生過大的翹、扣頭，造成軋制不穩定；過渡軋制中將粗軋板坯快速冷卻到奧氏體未再結晶區軋制，且道次變形量、軋制速度較低，以避開在900～1000℃部份再結晶區間大壓下量軋制而出現混晶組織，并保證后續道次有足夠的壓縮比；低溫精軋中將中間板坯軋制溫度控制在720℃～750℃，且各道次壓下量控制在20%～30%，實現較低溫度下大壓下量軋制，以確保得到細晶、多復合相和位錯密度的金相組織；最后將精軋鋼板快速收卷，通過控制層流冷卻速度25～30℃/s，達到控制微合金的析出強化和固溶強化，同時通過控制卷取溫度來達到控制珠光體的轉變形貌、大小、數量和分布狀態的目的，以保證產品具有足夠的強度和韌性。

本發明制造低合金高強度結構熱軋鋼板的方法具有以下優點：

1、本發明的低合金高強度結構熱軋鋼板，成分設計簡單，不需添加昂貴的Nb、V、Ti合金成分，且所消耗的Mn、Si合金較少，生產成本低。

2、鋼坯在奧氏體再結晶區大壓下量快速軋制、中間過渡小壓下量快冷軋制、未再結晶區大壓下量快速軋制和軋后快速冷卻的方式生產，提供了一種普通軋機，特別是卷爐軋機細晶化生產高強、高韌性低合金鋼熱軋板卷的制造方法。

3、本發明的制造方法，通過實際生產過程中各環節的嚴格控制，生產出的低合金高強度結構熱軋鋼板屈服強度380～430MPa，抗拉強度560～610MPa，伸度率：26～32%，屈強比≤0.80，低溫沖出-20℃≥60J，綜合性能良好。