[發明專利]一種具有多層組織結構的低碳熱軋薄鋼板生產方法

有效

• 申請號: 202110566674.8
• 申請日: 2021-05-24
• 公開（公告）號: CN113355582B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 朱國明;梁曉慧;田鵬;康永林
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C22C33/04
• 分類號: C22C33/04;C22C38/00;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/12;C22C38/14;C22C38/24;C22C38/26;C22C38/28;C22C38/32;C21D8/02
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

一種具有多層組織結構的低碳熱軋薄鋼板生產方法，屬于冶金技術領域。該方法生產流程如下：連鑄成坯→1#加熱爐均熱→粗軋機組粗軋→2#加熱爐加熱→高壓水除磷→精軋機組精軋→層冷裝置冷卻→卷取機卷取。該方法獲得的具有多層組織結構的低碳熱軋薄鋼板，不同于通過爆炸或熱軋等復合工藝得到的復合鋼板，也不同于普通熱軋工藝或冷軋工藝得到的均質鋼板，利用該方法生產的低碳熱軋薄鋼板，具有非常高的邊緣延展性，邊緣開裂風險低，其性能優良，能很好的滿足下游用戶使用需求。該方法省略了復合鋼板的復合工藝，避免了梯度材料制備工藝復雜、均質鋼板開裂等問題，又具有簡化工序、降低碳排放、生產效率高、綠色環保及低成本等優勢。

技術領域

本發明屬于冶金技術領域，特別涉及一種具有多層組織結構的低碳熱軋薄鋼板生產方法。

背景技術

低碳熱軋薄鋼板具有較高的強度、良好的塑韌性、易于加工成型及良好的可焊接性等優良性能，主要作為冷軋基料、酸洗板基料、鍍錫/鋅板基料等，廣泛應用于船舶、汽車、公路橋梁、建筑、機械設備、輸油管線、高壓容器等行業。目前低碳熱軋鋼板的生產主要采用奧氏體區軋制(終軋溫度≥A₃+50℃)，少量采用鐵素體區軋制(終軋溫度A_GP)，使奧氏體或鐵素體發生再結晶細化和控制長大，獲得晶粒均勻、單一組織結構的均質低碳熱軋鋼板，嚴格禁止在兩相區或未再結晶區進行軋制得到晶粒大小不均的混晶組織。而≤2.0mm，特別是≤1.2mm的鋼板主要通過熱軋板進行多道次冷軋和退火后獲得的均質冷軋板或退火板。但這種單一組織結構的均質鋼板在彎曲、沖壓、擴孔、翻邊、冷軋等冷加工時，不同位置承受的變形不同，導致這種均質板出現彎曲面裂紋、角裂、邊裂、回彈大、焊接區裂紋等問題，即邊緣延展性較差，需要進行補焊、提前預熱、成形后退火等；如按最大變形條件來選擇鋼板，則造成性能浪費，成本高。對此，為了節約成本和提高邊緣延展性，需要一種具有多層組織結構的鋼板來滿足上述成形的需要。目前，為獲得多層組織結構主要由幾種單一組織結構的鋼板通過爆炸、熱軋、焊接等復合工藝生產的復合板或通過化學氣相沉積法、物理蒸發法、噴涂法、3D打印等連續地改變多種材料的組成和結構得到的梯度材料。比如熱軋不銹鋼復合板就是把處于物理純凈狀態的碳鋼基板和不銹鋼覆板，在高度真空條件下進行軋制而成，其具有不銹鋼的耐腐蝕性、又具有碳鋼良好的機械強度和加工性能，實現低成本和高性能的完美結合。還有超音速燃燒沖壓式發動機燃燒室壁采用耐低溫金屬和耐高溫陶瓷通過3D打印得到的漸變的非均質梯度材料，其具有耐熱應力強度和機械強度也較好的新功能。這些集多種材料的優良性能于一身的材料越來越受到材料界研究人員的重視，但其制備方法復雜、所需原料受限、成本較高、生產效率較低。對此，開發一種具有多層組織結構的低碳熱軋薄鋼板成為解決上述問題的關鍵。

發明內容

針對均質鋼板邊緣延展性差，沖切后成形易出現裂紋，成本高，以及復合板或梯度材料生產過程復雜等問題，本發明提供一種具有多層組織結構的低碳熱軋薄鋼板生產方法。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案；

低碳熱軋薄鋼板化學成分及質量百分比：C≤0.05％，Si≤0.03％，Mn：0.07～0.15％，P≤0.015％，S≤0.010％，Als：0.025～0.050％，B≤0.003％，Nb+V+Ti+Cr≤0.10％，余量為Fe及不可避免雜質。具體制備步驟如下：連鑄成坯→1#加熱爐均熱→粗軋機組粗軋→2#加熱爐加熱→高壓水除磷→精軋機組精軋→層冷裝置冷卻→卷取機卷取。

進一步地，采用連鑄機連鑄成坯，得到的鑄坯厚度為80—110㎜。

進一步地，1#加熱爐采用步進輥底式加熱爐，1#加熱爐將鑄坯加熱至A₃+180℃，加熱時間≥6min，確保鑄坯沿厚度方向溫差≤15℃，且鑄坯處于完全奧氏體化，實現均熱，保證粗軋前鑄坯具有均勻的組織結構和溫度。

進一步地，所述粗軋工序中，采用2—4道次軋制，單道次壓縮率≥25％。粗軋終軋溫度為A₃+110℃，所得中間坯厚度為9—35㎜。