多邊形鐵素體+針狀鐵素體雙相鋼板/帶及生產(chǎn)方法技術(shù)

一種多邊形鐵素體+針狀鐵素體雙相鋼板/帶及生產(chǎn)方法，屬于高強(qiáng)度低合金鋼技術(shù)領(lǐng)域。該低合金鋼材料的化學(xué)成分重量百分比為：C：0.03～0.12wt%、Si：0.10～1.5wt%、Mn：0.5～2.1wt%、P：≤0.02wt%、S：≤0.01wt%、Nb：0.02～0.1wt%、Mo：0.05～0.45wt%，余量為Fe及不可避免雜質(zhì)；還可以適當(dāng)添加少量的Cu：0～0.4wt%、Ni：0～0.5wt%、Cr：0～0.5wt%等合金元素。生產(chǎn)工藝包括：煉鋼-連鑄-再加熱-粗軋-精軋-冷卻-弛豫保溫-快速冷卻。優(yōu)點(diǎn)在于，在具有較高強(qiáng)度水平的同時(shí)，兼具較高的韌性和塑性，可適用于對(duì)強(qiáng)度、塑性和韌性均要求較高的汽車板領(lǐng)域和管線用鋼領(lǐng)域。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于高強(qiáng)度低合金鋼
，具體涉及一種，該鋼板/帶具有雙相組織，細(xì)晶粒。
技術(shù)介紹
低合金鋼領(lǐng)域的雙相鋼通常指鐵素體馬氏體雙相鋼或鐵素體貝氏體雙相鋼，可由低碳鋼或低合金鋼經(jīng)臨界區(qū)處理或控制軋制而得到。這類鋼因具有高強(qiáng)度和高延性的良好配合，已成為一種強(qiáng)度高、塑性好的新型鋼種，成功的用于汽車制造產(chǎn)業(yè)及管道運(yùn)輸行業(yè)等。但是，鐵素體馬氏體雙相鋼因焊接性能較差在焊接結(jié)構(gòu)件中的使用受到限制；鐵素體貝氏體雙相鋼近年來(lái)隨著管道制造行業(yè)的發(fā)展在抗大變形管線鋼中得到了普遍應(yīng)用，但是鐵素體貝氏體雙相鋼沖擊韌性較差和焊縫軟化等一系列問(wèn)題一直沒有得到解決。隨著陸上石油天然氣的逐漸枯竭，新的能源開采向海洋尤其是深海地區(qū)延伸。海底惡劣的環(huán)境條件對(duì)海底管線提出了比陸上管線更嚴(yán)格的質(zhì)量要求，如厚規(guī)格、高韌性、抗變形等，要求管材必須具有高韌性、低屈強(qiáng)比、 抗疲勞，縱橫向性能差小等特點(diǎn)。如果仍然采用鐵素體貝氏體雙相鋼的技術(shù)路線，厚規(guī)格鋼板厚度截面上組織、性能均勻性將很難得到保證，同時(shí)沖擊韌性和斷裂韌性的問(wèn)題也很難解決。本專利技術(shù)的“超細(xì)晶多邊形鐵素體+針狀鐵素體”雙相組織可以保證厚規(guī)格管線鋼板在具有高強(qiáng)韌性的同時(shí)，仍然兼具高的變形性能、良好的焊接和耐腐蝕性能。實(shí)現(xiàn)了厚規(guī)格管線鋼強(qiáng)、韌、塑性的合理匹配。顯微組織的控制尤其是細(xì)晶鐵素體和針狀鐵素體雙相比例的合理匹配及微觀亞結(jié)構(gòu)的控制是保證“細(xì)晶鐵素體+針狀鐵素體”雙相組織鋼板或鋼帶具有優(yōu)異力學(xué)性能的關(guān)鍵。本專利技術(shù)的“煉鋼-連鑄-再加熱-粗軋-精軋-(冷卻)_弛豫(保溫)_快速冷卻”成套鋼板/鋼帶制造工藝路線，尤其是奧氏體全程超細(xì)化控制和細(xì)晶鐵素體相變-快速冷卻控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了“細(xì)晶多邊形鐵素體+針狀鐵素體”雙相組織的在線控制。獲得了具有高強(qiáng)韌性、高變形性、各向異性小、焊接性能好的新型雙相組織鋼板/鋼帶。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種，該鋼板/帶具有雙相組織，細(xì)晶粒；可用于制造對(duì)強(qiáng)塑性要求較高的汽車車輪等結(jié)構(gòu)件及對(duì)強(qiáng)、韌、塑性要求較高的管線鋼等生產(chǎn)領(lǐng)域。本專利技術(shù)的雙相鋼化學(xué)成分重量百分比為:C:0.03 0.10 wt%、S1:0.10 1.5 wt%> Mn:0.5 2.1 wt%> P S 0.02 wt%> S S 0.01 wt%> Nb:0.02 0.1 wt%>Mo:0.05 0.45 wt%,余量為Fe及不可避免雜；。組織類型為細(xì)晶多邊形鐵素體+針狀鐵素體。本專利技術(shù)主要適用于C-Mn-Nb-Mo鋼，根據(jù)具體性能要求，還可以適當(dāng)添加少量的Cu:O 0.4 wt%> N1:O 0.5 wt%> Cr:O 0.5wt%> V: O 0.06wt% 等合金兀素。本專利技術(shù)的“細(xì)晶多邊形鐵素體+針狀鐵素體”雙相組織鋼板/鋼帶的生產(chǎn)方法，制造工藝包括煉鋼-連鑄-再加熱-粗軋-精軋-(冷卻)-弛豫(保溫)-快速冷卻；鋼板/鋼帶制造工藝中控制的技術(shù)參數(shù)如下:本專利技術(shù)的雙相組織鋼板的生產(chǎn)方法中:未再結(jié)晶區(qū)變形量彡50%，終軋溫度850°C 750°C，軋后先空冷至660-760°C，再以2 30°C /s的冷速冷至450_580°C。本專利技術(shù)的雙相組織鋼帶的生產(chǎn)方法中:未再結(jié)晶區(qū)變形量彡50%，終軋溫度850°C 750°C，軋后先快速冷卻到660°C 750°C區(qū)間某一溫度，空冷5 40S，最后以2 300C /s 的冷速冷至 450-580°C。本專利技術(shù)的雙相組織鋼板/鋼帶，其組織類型為“細(xì)晶多邊形鐵素體+針狀鐵素體”。本專利技術(shù)雙相組織鋼板/鋼帶主要化學(xué)成分的作用如下:C:C在鋼中主要以固溶的方式存在，以提高奧氏體的淬透性，得到貝氏體鐵素體組織和一定量的MA島狀組織，但C含量不宜過(guò)多，否則會(huì)影響焊接性能。最佳C含量范圍為 0.05% 0.07%。Si =Si是雙相鋼中常用的固溶強(qiáng)化元素，能夠強(qiáng)化鐵素體基體，縮小兩相硬度差，從而提高材料的拉伸翻邊性能；另外，Si是非碳化物形成元素，能夠抑制滲碳體形成，阻礙珠光體相變，從而擴(kuò)大鐵素體相變溫度區(qū)間，擴(kuò)大軋制和冷卻溫度窗口，有利于生產(chǎn)工藝的實(shí)現(xiàn)。目前，現(xiàn)有雙相鋼成分中Si的含量按重量百分比通常在0.20%以上，但Si含量高會(huì)造成鋼的表面質(zhì)量控制難度加大，同時(shí)，鋼板的鍍性能差。所述熱軋雙相鋼的Si含量按重量百分比在0.10 1.50%范圍內(nèi)，保證了鋼板表面質(zhì)量和鍍性能。Mn =Mn既能以固溶狀態(tài)存 在，也可以進(jìn)入滲碳體中取代一部分Fe原子，起到固溶強(qiáng)化作用，還能形成硫化物。Mn元素在奧氏體中聚集，可提高奧氏體穩(wěn)定性。所以，本專利技術(shù)中Mn含量最好蘭0.5%。Nb:固溶的Nb能顯著提高奧氏體再結(jié)晶溫度，增加未再結(jié)晶區(qū)變形量，析出的碳氮化鈮顆粒能增加鐵素體形核點(diǎn)，并阻止先共析鐵素體晶粒長(zhǎng)大，使得到的鐵素體晶粒細(xì)小。但是，鋼中Nb含量不易過(guò)高，過(guò)高的Nb會(huì)抑制變形誘導(dǎo)鐵素體相變，也使低溫軋制的軋制力增加，不利于工藝實(shí)施。在本專利技術(shù)中，主要是利用Nb來(lái)細(xì)化多邊形鐵素體的晶粒尺寸，所以Nb的加入量不必過(guò)高。加入量在0.03% 0.06%即可。Mo:Mo在鋼中能明顯提高奧氏體的穩(wěn)定性，抑制多邊形鐵素體生成，形成單一的針狀鐵素體組織。在“細(xì)晶多邊形鐵素體+針狀鐵素體”類型雙相鋼中，希望有部分細(xì)晶多邊形鐵素體先生成，所以Mo ( 0.25wt%為宜。Cu、Cr、N1:有很強(qiáng)的固溶強(qiáng)化作用，并且都是奧氏體穩(wěn)定元素，提高淬透性，促進(jìn)貝氏體生成，同時(shí)還能提高材料的抗腐蝕性能。P:P在鋼中也可以抑制滲碳體的析出，對(duì)鐵素體有顯著的固溶強(qiáng)化作用。但是，P含量過(guò)高，會(huì)影響鋼的使用性能，如在低溫下鋼會(huì)產(chǎn)生冷脆效應(yīng)。S:S在鋼中與Mn結(jié)合形成MnS，降低Mn的有效含量，同時(shí)降低鋼的抗HIC能力，因此，S在鋼中的含量控制得越低越好。本專利技術(shù)可以根據(jù)具體的強(qiáng)塑韌性要求，適當(dāng)調(diào)整化學(xué)成分和終軋溫度、鋼板空冷結(jié)束溫度或鋼帶空冷時(shí)間等，獲得最優(yōu)化的雙相組織配比，滿足不同的使用性能要求。本專利技術(shù)所述的一種“細(xì)晶多邊形鐵素體+針狀鐵素體”雙相組織，其力學(xué)性能指標(biāo)如下:屈服強(qiáng)度300 750MPa，抗拉強(qiáng)度450MPa 900MPa，延伸率20 40%，均勻延伸率≥8%，屈強(qiáng)比≤0.85，全尺寸沖擊韌性(_20°C)≥200J,具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能。本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn):(I)由于在簡(jiǎn)單的C-Mn系鋼中只添加了合金元素Nb和少量Mo，成本低廉；(2)本專利技術(shù)的一種“細(xì)晶多邊形鐵素體+針狀鐵素體”雙相組織及其生產(chǎn)方法，保證了鋼板/鋼帶在具有較高強(qiáng)度水平的同時(shí)，兼具較大的塑性變形能力和較高的低溫韌性水平，使鋼板/鋼帶同時(shí)具有優(yōu)異的強(qiáng)、韌、塑性匹配。附圖說(shuō)明圖1為37_厚鋼板厚度截面四分之一位置處的微觀組織。具體實(shí)施例方式實(shí)施例1“細(xì)晶多邊形鐵素體+針狀鐵素體”雙相組織鋼板，其組成原料按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)為:C:0.05wt%、Si:0.3 wt%、Mn:1.5wt%、Nb:0.045 wt%、Mo:0.12 wt%、P:0.01 wt%、S:0.0020 wt%,余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)，經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉、連鑄成300mm鑄坯。鑄坯經(jīng)過(guò)1200°C加熱，保溫段2小時(shí)以上，開軋溫度1100°C，粗軋終軋溫度980°C，該溫度下累積變形量32%，中間坯厚度140mm，9本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種多邊形鐵素體+針狀鐵素體雙相鋼板/帶，其特征在于：該雙相鋼板/帶的化學(xué)成分重量百分比為：C?：0.03?～?0.10?%、Si?：0.10～1.5?%、Mn?：0.5?～2.1?%、P?：≤?0.02?%、S?：≤?0.01?%、Nb?：0.02?～0.1?%、Mo:0.05～0.45?%,余量為Fe?及不可避免雜質(zhì)；組織類型為細(xì)晶多邊形鐵素體+針狀鐵素體。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種多邊形鐵素體+針狀鐵素體雙相鋼板/帶，其特征在于:該雙相鋼板/帶的化學(xué)成分重量百分比為:C:0.03 0.10 %、S1:0.10 L 5 %、Mn:0.5 2.I %、Ρ..( 0.02%、S..( 0.01 %、Nb:0.02 0.1 %、Mo:0.05 0.45 %，余量為 Fe 及不可避免雜質(zhì)；組織類型為細(xì)晶多邊形鐵素體+針狀鐵素體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙相鋼板/帶，其特征在于:另添加Cu:0 0.4wt%、N1:0 0.5 wt%、Cr:0 0.5wt%。3.—種權(quán)利...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉清友，賈書君，汪兵，陳紅桔，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：鋼鐵研究總院，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：