本發(fā)明專利技術(shù)提供一種390MPa級低成本熱軋結(jié)構(gòu)鋼板及其制造方法，成分：C?0.15%~0.20%，Si?0.05%~0.20%，Mn?0.1%~0.5%，B?0.0005%~0.004%，N≤0.0060%，Al?0.02%~0.05%，Ti?0.015%~0.025%,?Ca?0.0025%~0.0060%，0.12≤Ca/Al≤0.2，余為Fe。其方法包括轉(zhuǎn)爐冶煉、爐外精煉、連鑄、軋制，精煉加Al脫氧，加Ti固氮，使O≤0.002%，N≤0.006%，精煉結(jié)束前加硼合金化，喂Si-Ca線；連鑄坯熱裝溫度大于840℃；板坯加熱1100~1180℃，保溫2~3小時，粗軋開軋1020~1100℃，中間坯厚度/成品厚度>5，精軋開軋950~1000℃，累積變形量大于50%，終軋溫度850~900℃，軋后6~20℃/s冷至500~600℃卷取，之后空冷。本發(fā)明專利技術(shù)工藝簡單，成本低，產(chǎn)品韌塑性能和焊接性能好。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于鋼鐵生產(chǎn)
，尤其涉及一種厚度規(guī)格為2 12mm的390MPa級熱軋結(jié)構(gòu)鋼板及其制造方法。
技術(shù)介紹
結(jié)構(gòu)鋼通常分為低強度級別的普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和高強度級別的低合金結(jié)構(gòu)鋼。一般采用普通C 一 Mn鋼制造低強度級別熱軋結(jié)構(gòu)鋼板，但對于屈服強度超過300MPa的高強度結(jié)構(gòu)鋼板，通常要靠化學(xué)成分中添加Nb、V、Ti等合金元素來保證其強韌性匹配。如中國專利CN101280390A等主要是通過加入Nb、V、Ti等微合金元素細化晶粒，提高強韌性。這種方法生產(chǎn)的高強度結(jié)構(gòu)鋼性能優(yōu)異，但成本較高。中國專利CN1952197A、CN101153367A和CN03117280. 6等介紹的超細晶粒鋼，不用·加微合金化元素，而是通過控軋控冷技術(shù)，低溫大變形軋制，利用形變誘導(dǎo)鐵素體相變理論細化鐵素體晶粒，提高C-Mn鋼的強度。但要求軋機負荷大，損傷機載設(shè)備，減少了軋輥及軋機使用壽命。而且所介紹的超細晶粒鋼的Mn含量均在O. 50%以上。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，提供一種利用低錳的普碳鋼成分，通過添加廉價的Al、Ti和微量的B生產(chǎn)出低成本390MPa級韌塑性優(yōu)異的高強度熱軋結(jié)構(gòu)鋼板及其制造方法。本專利技術(shù)是這樣實現(xiàn)的，該390MPa級低成本熱軋結(jié)構(gòu)鋼板的化學(xué)成分按重量百分比計為C O. 15% 0· 20%, Si O. 05% 0· 20%, Mn O. 1% 0· 5%, B O. 0005% 0· 004%,O 彡 O. 002%, N 彡 O. 0060%, Al O. 02% 0· 05%, Ti O. 015 O. 025%, Ca O. 0025% 0· 0060%,O. 12 ( Ca/Al彡O. 2，P彡O. 020%, S彡O. 015%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。以下詳細闡述本專利技術(shù)的結(jié)構(gòu)用鋼各合金成分作用機理，其中百分符號％代表重量百分比C :C是鋼中主要的固溶強化元素。C含量若低于O. 15%，則很難保證鋼的強度，另一方面C含量若高于O. 20%，則惡化鋼的焊接性能和韌性。因此，C含量要控制在O. 159ΓΟ. 20%。從經(jīng)濟性和產(chǎn)品性能角度考慮，最好C含量控制在O. 169ΓΟ. 18%。Mn :Mn是良好的脫氧劑和脫硫劑，是保證鋼的強度和韌性的必要元素，錳和鐵形成固溶體，能提高鋼中鐵素體和奧氏體的硬度和強度。Mn與S結(jié)合形成MnS，避免晶界處形成FeS而導(dǎo)致的熱裂紋，同時Mn也是良好的脫氧劑并增加淬透性。Mn含量太低不能滿足高強度級別鋼板的要求，Mn含量過高則增加低強度級別鋼板生產(chǎn)成本，因此，綜合考慮成本及性能要求等因素，Mn含量應(yīng)該控制在O. 109Γ0. 5%。Si :Si是鋼中常見元素之一，在煉鋼過程中用作還原劑和脫氧劑，固溶形態(tài)的Si能提高屈服強度和韌脆轉(zhuǎn)變溫度，但若超過含量上限將降低韌性和焊接性能。因此O.059Γ0. 20%的Si保留在鋼中是必要的。P、S :P和S都是鋼中不可避免的有害雜質(zhì)，它們的存在會嚴重惡化鋼的韌性，因此要采取措施使鋼中的P和S含量盡可能降低。根據(jù)本專利技術(shù)，最高P含量限制在O. 020%，最高S含量限制在O. 015%。B :硼能夠顯著提高淬透性并改善韌性。硼提高淬透性的能力很強，O. 00pro. 003%的硼相當(dāng)于O. 6%錳、O. 7%鉻、O. 5%鑰和I. 5%鎳，故極少量的硼即可節(jié)約大量貴重合金元素。硼還可以強化晶界，提高鋼的高溫強度。硼含量過高過低，均會影響其淬透性，本專利技術(shù)限定為 O. 0005% 0· 004%οAl A1既是脫氧劑又是良好的細化晶粒元素，鋁可以與鋼中的N結(jié)合成細小彌散分布的AlN第二相粒子，阻礙晶界的移動，抑制奧氏體晶粒長大，從本質(zhì)上細化了鋼的本質(zhì)晶粒，提高了奧氏體粗化溫度。鋁還可以抑制鋼的時效，改善鋼在低溫時的韌性，特別是降 低鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度，本專利技術(shù)限定為O. 029Γ0. 05%。Ti =Ti是強氮化物形成元素，鋼中進行微量Ti處理后，可以析出微細的TiN和TiCN粒子，阻礙奧氏體晶粒長大，細化晶粒，另一方面Ti與N結(jié)合后，可以降低BN的形成率，減少了 BN的危害，本專利技術(shù)限定為O. 0159Π). 025%。N^O. 0060%，鋼中含適量的N，促進其與Ti和Al結(jié)合形成細小的TiN、AlN粒子，細化晶粒，提高強度。但含硼鋼如果N含量過高，易形成B、N的化合物，推遲奧氏體再結(jié)晶，提高含硼鋼的奧氏體化溫度，增加鑄坯加熱控制難度，而且減少沿晶偏聚的硼原子含量，降低硼鋼的淬透性。Ca :0. 00259Π). 0060%, O. 12 ( Ca/Al ( O. 2，含鋁鋼水中的鋁易與氧結(jié)合形成大的A1203夾雜物，A1203是有棱角的脆性夾雜，降低鋼的韌塑性。鋁脫氧后，加入適量Ca，可將A1203這類脆性夾雜變性為分散分布的小球狀夾雜物，降低對韌塑性的危害。O. 12 ( Ca/Al ^ O. 2時，Ca處理效果最好，夾雜物對鋼性能危害最小。本專利技術(shù)所述390MPa級低成本熱軋結(jié)構(gòu)鋼板的制造方法，包括轉(zhuǎn)爐冶煉、爐外精煉、連鑄和軋制工藝，具體工藝技術(shù)如下I轉(zhuǎn)爐冶煉和精煉采用轉(zhuǎn)爐冶煉；精煉加Al脫氧，加Ti固氮，保證O彡O. 002%, N彡O. 006%,在精煉后期加硼合金化，鋼水加硼后51分鐘結(jié)束精煉，以提高硼的收得率，控制鋼中硼含量，并向鋼水中喂入適量Si-Ca線，保證鋼中O. 12 ( Ca/Al ( O. 2，充分發(fā)揮鈣處理作用，使A1203夾雜變?yōu)榧毿∏驙钛趸铮瑴p少對鋼的危害。2.連鑄連鑄坯處理采用熱送熱裝工藝，要求板坯熱裝溫度大于840°C。3.軋制板坯加熱溫度110(Tll80°C，保溫2 3小時，保證軋制前原始奧氏體晶粒細小均勻；精粗軋均采用高壓水除鱗，以保證成品鋼板表面質(zhì)量；粗軋開軋溫度為102(T110(TC，軋制5 8道次；中間坯厚度/成品厚度>5 ;精軋開軋溫度為95(Tl000°C，軋制5 10道次，累積變形量大于60%，終軋溫度控制在85(T900°C;帶鋼出精軋機后立即進入水冷裝置冷卻，以6"20 0C /S的冷速冷卻到50(T60(TC卷取，之后空冷。按上述工藝生產(chǎn)的390MPa級熱軋結(jié)構(gòu)鋼，室溫組織為細小鐵素體+貝氏體+少量珠光體的多相組織，相變強化與晶粒細化相結(jié)合，提升產(chǎn)品強度等級。鋼中添加B元素，鋼的淬透性顯著提高。微量硼沿晶偏聚，可通過預(yù)先占有合適的形核位置，降低奧氏體晶界能，抑制鐵素體的形核，推遲鐵素體的形成，同時晶界上的硼原子也阻滯晶界原子的擴散，使鐵素體在晶界上擴散形核減緩。因此，加硼后，鋼的淬透性提高，較小冷速下即可得部分貝氏體組織，提高強度。由于硼是表面活性元素，硼還會吸附在硫化物及氧化物表面，阻止夾雜進一步長大，使夾雜變得細小、圓整、均勻分布于晶界，基本上消除了大型夾雜在晶界偏聚，強化了晶界，減小了局部應(yīng)力集中，抑制了裂紋萌生，降低了裂紋擴展速度，因此，加入適量硼后，鋼的韌性提高，還會降低韌脆轉(zhuǎn)變溫度。但鋼液中的硼很容易與氧和氮化合，形成化合物，減弱硼的上述作用，而且，B、N的化合物會推遲奧氏體再結(jié)晶，提高含硼鋼的奧氏體化溫度，因此，在加硼之前要先加適量的Al脫氧，加適量的Ti固氮，將氧、氮含量控制在較低水平，再在精煉后期加本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種390MPa級低成本熱軋結(jié)構(gòu)鋼板，其特征在于鋼的化學(xué)成分按重量百分比計為：C？0.15%~0.20%，Si？0.05%~0.20%，Mn？0.1%~0.5%，B？0.0005%~0.004%，O≤0.002%，N≤0.0060%，Al？0.02%~0.05%，Ti？0.015%~0.025%,？Ca？0.0025%~0.0060%，0.12≤Ca/Al≤0.2，P≤0.020%，S≤0.015%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊玉，陳昕，劉志偉，金紀勇，郭曉宏，劉鳳蓮，
申請(專利權(quán))人：鞍鋼股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。