專利名稱：板形優(yōu)良的高強度薄規(guī)格鋼板及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及鋼鐵冶金材料領域，具體地指一種板形優(yōu)良的高強度薄規(guī)格鋼板及其
生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
中厚板生產(chǎn)的薄規(guī)格鋼板一直存在鋼板的板形和強度均不太理想的問題。為保證鋼板的強度和沖擊韌性，鋼板的冷卻速度一般要求較快，在此情況下得到的鋼板為屈氏體+鐵素體或貝氏體+鐵素體組織形態(tài)的鋼板，鋼板的板形容易出現(xiàn)瓢曲；或為了保證鋼板的板形，降低鋼板的冷卻速度，得到顯微組織為珠光體+鐵素體組織形態(tài)的鋼板，但鋼板的強度一般只能達到420MPa左右，很難超越450MPa，另外，鋼板的沖擊韌性也比較差；利用低溫軋制或者超低碳的方法能達到較好的鋼板性能，但是，低溫軋制對于薄規(guī)格的鋼板的板形不太容易控制，而冶煉超低碳的板坯會造成冶煉成本的增加。因此，如何在保證板形優(yōu)良的前提下，生產(chǎn)出高強度和高韌性的薄規(guī)格鋼板便成為亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述問題提供一種板形優(yōu)良的高強度薄規(guī)格鋼板及其生產(chǎn)方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種板形優(yōu)良的高強度薄規(guī)格鋼板，該鋼板的化學成分重量百分比如下:c:0.10 0.20%, S1:0.10 0.30%, Mn:1.40
1.70%, Nb:0.02 0.06%, Ti:0.008 0.025%, Cr:0.20 0.40%，其余為 Fe 及不可避免的
雜質(zhì)，且其金相組織為鐵素體+珠光體，晶粒度> 9.5級。進一步地，該鋼板的化學成分重量百分比如下:C:0.15 0.20%, S1:0.15
0.30%, Mn:1.50 1.70%, Nb:0.03 0.06%, Ti:0.015 0.025%, Cr:0.25 0.40%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。再進一步地，該鋼板的化學成分重量百分比如下:C:0.16 0.20%, S1:0.15
0.30%, Mn:1.60 1.70%, Nb:0.03 0.06%, Ti:0.018 0.025%, Cr:0.3 0.40%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。優(yōu)選地，所述鋼板的厚度彡15mm。上述板形優(yōu)良的高強度薄規(guī)格鋼板的生產(chǎn)方法，包括轉(zhuǎn)爐冶煉、連鑄、加熱、軋制及控冷的步驟，所述加熱的溫度控制在1150 1190°C ;所述軋制為分段軋制，在粗軋階段，控制開軋溫度不低于1080°C，控制道次的壓下率不低于15%，在精軋階段，控制開軋溫度為900 950°C，控制終軋溫度在760 800°C ;所述控冷時，控制冷卻速度彡10°C /S，控制鋼板的返紅溫度為500 600°C ;空冷至室溫。優(yōu)選地，在粗軋階段，控制開軋溫度 為1080 1200°C，控制道次的壓下率為15 30%。
進一步優(yōu)選地，所述控冷時，控制冷卻速度為5 8°C /S，控制鋼板的返紅溫度為550 600。。。以下就本發(fā)明的化學成分及生產(chǎn)方法進行分析說明:(1)化學成分C:C是決定鋼強度的主要元素，碳化物在鋼中的形態(tài)和多少決定鋼的硬度和強度。C含量超過0.20%時，鋼的低溫韌性顯著惡化，但C含量太低又對強度不利，將C的含量目標值控制在0.10 0.20%范圍內(nèi)，既保證了鋼的強度，又克服了低溫韌性不佳的缺點。Mn =Mn能降低鋼的下臨界點、增加奧氏體冷卻的過冷度、細化珠光體組織和改善其力學性能，并能明顯提高鋼的淬透性，但Mn含量較高時，有使鋼晶粒粗化和增加回火脆性的不利趨向。因此，本發(fā)明將Mn的含量目標值控制在1.40 1.70%。Si =Si是常用的脫氧劑，有固熔強化作用，能提高淬透性和抗回火性，有利于提高鋼的彈性極限和改善其綜合性能，增加鋼在自然條件下的耐蝕性，但Si含量較高時，降低了鋼的韌性、塑性及延展性，易導致冷脆不利于焊接。因此，本發(fā)明將Si的含量目標值控制在 0.10 0.30%ONb:Nb可以顯著提高鋼的奧氏體再結(jié)晶溫度，擴大未再結(jié)晶區(qū)范圍，實現(xiàn)嚴格的未再結(jié)晶區(qū)軋制，促進鐵素體晶粒的細化，以起到改善強度和韌性的作用，Nb與C結(jié)合生成的碳化物會在軋制過程中阻礙奧氏體晶粒的長大，具有顯著地細晶強化和析出強化作用，但是鈮鐵屬于貴重合金，含量增高時將增加鋼材成本。因此，本發(fā)明將Nb的含量目標值控制在 0.02 0.06%οTi =Ti與Nb在鋼中的作用類似，Ti有較強的細晶強化和析出強化作用，微量的Ti還可以在高溫下與碳、氧結(jié)合，形成高溫難熔的析出物，有利于抑制焊接熱影響區(qū)的奧氏體晶粒長大，顯著改善焊接熱影響區(qū)的韌性，但化合鈦卻降低鋼的淬透性。因此，本發(fā)明將Ti的含量目標值控制在0.0 08 0.025%。Cr =Cr能提高鋼的淬透性，并具有一定的固熔強化作用，但含量高時易產(chǎn)生脆性，對鋼材的焊接性能不利。因此，本發(fā)明將Cr的含量目標值控制在0.20 0.40%。(2)生產(chǎn)方法為了得到高強度和高韌性鋼板性能，細化晶粒成為首選，形變誘導鐵素體相變(DIFT)和相變強化鐵素體相變(DEET)即是利用超細晶來得到較高的強度和較好的韌性。形變誘導鐵素體相變(DIFT)和相變強化鐵素體相變(DEET)的軋制溫度在奧氏體未再結(jié)晶區(qū)的低溫區(qū)間，即在形變誘導鐵素體相變溫度Ad3和未變形奧氏體的相變溫度Ar3之間，因此，其相變主要發(fā)生在變形過程中，而不是變形后的冷卻過程中，而且兩者幾乎同步進行，所以其變形都是在實際的兩相區(qū)中進行。對本發(fā)明的關鍵工藝技術(shù)參數(shù)說明如下:控制粗軋開軋溫度不低于1080°C，是為了保證鋼板在適當高的溫度下，沒有較大的變形抗力，避免因為溫度較低軋制力不足導致鋼板的壓下率不足；控制粗軋道次的壓下率不低于15%，是 為了保證鋼板在再結(jié)晶軋制區(qū)晶粒充分破碎，為最終得到較細的晶粒打基礎；控制精軋階段開軋溫度為900 950°C，及控制終軋溫度在760 800°C，是為了保證鋼板在未再結(jié)晶區(qū)進行軋制，從而細化晶粒；控制鋼板的返紅溫度在500 600°C，主要是保證鋼板的板形。
本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明通過合理設計鋼的成分配比、優(yōu)化軋制工藝條件、慢速冷卻等方式細化晶粒，得到晶粒度> 9.5級，金相組織為珠光體+鐵素體的薄規(guī)格鋼板，保證鋼板板形的同時使得鋼板具有高強度和高韌性；本發(fā)明的薄規(guī)格鋼板，其在保證鋼板板形的不平度彡7mm/1000mm的前提下，屈服強度達到480MPa以上，_20°C KV2達到150J以上；本發(fā)明鋼成分簡單、其生產(chǎn)過程無需進行熱處理，從而簡化了生產(chǎn)過程，提高了產(chǎn)率，并降低了成本。說明書附1為實施例2生產(chǎn)的鋼板的金相組織示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但是本發(fā)明并不限于下述實施例。除非另有說明，本發(fā)明中所采用的百分數(shù)均為重量百分數(shù)。表I列出了本發(fā)明實施例1 8中板形優(yōu)良的高強度薄規(guī)格鋼板的化學成分重量百分數(shù)，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。表I
權(quán)利要求
1.一種板形優(yōu)良的高強度薄規(guī)格鋼板，其特征在于:該鋼板的化學成分重量百分比如下:C:0.10 0.20%, Si:0.10 0.30%, Mn:L 40 L 70%, Nb:0.02 0.06%, Ti:0.008 0.025%，Cr:0.20 0.40%,其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)，且其金相組織為鐵素體+珠光體，晶粒度彡9.5級。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板形優(yōu)良的高強度薄規(guī)格鋼板，其特征在于:該鋼板的化學成分重量百分比如下:C:0.15 0.20%, Si:0.15 0.30%, Mn:1.50 1.70%, Nb:0.03 0.06%, T1:0.015 0.025%, Cr:0.25 0.40%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的板形優(yōu)良的高強度薄規(guī)格鋼板，其特征在于:該鋼板的化學成分重量百分比如下:C:0.16 0.20%, Si:0.15 0.30%, Mn:1.60 1.70%, Nb:0.03 0.06%, T1:0.018 0.025%, Cr:0.3 0.40%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的板形優(yōu)良的高強度薄規(guī)格鋼板，其特征在于:所述鋼板的厚度彡15mm。
5.一種權(quán)利要求1所述的板形優(yōu)良的高強度薄規(guī)格鋼板的生產(chǎn)方法，包括轉(zhuǎn)爐冶煉、連鑄、加熱、軋制及控冷的步驟，其特征在于:所述加熱的溫度控制在1150 1190°C ;所述軋制為分段軋制，在粗軋階段，控制開軋溫度不低于1080°C，控制道次的壓下率不低于15%，在精軋階段，控制開軋溫度為900 950°C，控制終軋溫度在760 800°C ;所述控冷時，控制冷卻速度彡IO0C /S，控制鋼板的返紅溫度為500 600°C ;空冷至室溫。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的板形優(yōu)良的高強度薄規(guī)格鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于:在粗軋階段，控制開軋溫度為1080 1200°C，控制道次的壓下率為15 30%。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的板形優(yōu)良的高強度薄規(guī)格鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述控冷時，控 制冷卻速度為5 8°C /S，控制鋼板的返紅溫度為550 600°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種板形優(yōu)良的高強度薄規(guī)格鋼板，鋼板的化學成分重量百分比C0.10～0.20%，Si0.10～0.30%，Mn1.40～1.70%，Nb0.02～0.06%，Ti0.008～0.025%，Cr0.20～0.40%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)，且其金相組織為鐵素體+珠光體，晶粒度≥9.5級。生產(chǎn)方法包括轉(zhuǎn)爐冶煉、連鑄、加熱、軋制及控冷的步驟，加熱的溫度控制在1150～1190℃；軋制為分段軋制，在粗軋階段，控制開軋溫度不低于1080℃，控制道次的壓下率不低于15%，在精軋階段，控制開軋溫度為900～950℃，控制終軋溫度在760～800℃；控冷時，控制冷卻速度≤10℃/S，控制鋼板的返紅溫度為500～600℃；空冷至室溫。本發(fā)明在薄規(guī)格鋼板上實現(xiàn)了高強度、高韌性，和低不平度等性能的結(jié)合，生產(chǎn)過程簡單，不需進行熱處理，提高了產(chǎn)率。
文檔編號C22C38/38GK103233169SQ20131015745
公開日2013年8月7日 申請日期2013年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月2日
發(fā)明者李銀華, 王世森, 董漢雄, 熊玉彰, 洪君, 余宏偉, 梁寶珠, 熊濤, 王孝東, 李德發(fā), 陳勇, 易勛 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司