專利名稱：一種熱軋用低硼合金鋼的制作方法
所屬領(lǐng)域本發(fā)明是屬于熱軋用低硼合金鋼(低屈服強(qiáng)度≤280Mpa/cmm2)的制備領(lǐng)域。特別適用制備性能良好的冷軋鋼板料和熱軋沖壓件鋼板料的熱軋軟鋼材料。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)各行各業(yè)(如汽車、機(jī)械、建筑、輕工等)的迅速發(fā)展，近年來(lái)除建設(shè)熱連軋生產(chǎn)線外，我國(guó)相繼引進(jìn)多條薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線。目前一些有此生產(chǎn)能力的企業(yè)已經(jīng)把TSCR線或常規(guī)熱連軋線與冷軋生產(chǎn)線組合成一個(gè)完整的大工業(yè)生產(chǎn)流程，但是由于TSCR生產(chǎn)線自身特點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)踐中，還存在著熱軋板卷屈服強(qiáng)度明顯高于傳統(tǒng)流程的熱軋板卷的屈服強(qiáng)度，因此延用現(xiàn)有技術(shù)的生產(chǎn)條件還是不能滿足冷軋用鋼料的使用要求。另外在滿足各行業(yè)的發(fā)展要求和沖壓件加工企業(yè)從生產(chǎn)成本去考慮，都希望用加工性能良好的薄熱軋板代替冷軋板，為實(shí)現(xiàn)此目的，對(duì)各生產(chǎn)企業(yè)還應(yīng)在在熱軋操作方面，可通過(guò)提高板坯加熱溫度，軋制速度和壓下率，降低終軋溫度來(lái)提高卷取的溫度，來(lái)改善鋼板的性能。但是當(dāng)采用上述制備方法也會(huì)相應(yīng)帶來(lái)以下著多的負(fù)面影響，其表現(xiàn)有；(1)由于需要提高板坯的軋制溫度，因此板卷表面容易產(chǎn)生氧化嚴(yán)重的現(xiàn)象，在高溫?zé)彳垥r(shí)氧化鐵皮的增厚則會(huì)導(dǎo)致板坯表面質(zhì)量的惡化。(2)在高溫?zé)彳埖募庸み^(guò)程中，時(shí)有塌卷的現(xiàn)象發(fā)立。(3)當(dāng)提高板坯的加熱溫度、軋制速度和壓下率，則明顯降低卷取機(jī)的使用壽命。(4)當(dāng)開(kāi)卷時(shí)容易出現(xiàn)板材表面橫折印的缺陷。(5)使鋼板表面異性值(r)增大。到目前為止，由于因上述因素而產(chǎn)生的這些負(fù)面影響到目前為止還不能找到有效的解決方法和很好的控制手段。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種成分設(shè)計(jì)合理、能降低生產(chǎn)成本、滿足冷軋用料性能和具備良好沖壓性能的熱軋用低B合金鋼。
根據(jù)本發(fā)明目的所提出的熱軋用低B合金鋼，我們?cè)谠O(shè)計(jì)成分時(shí)的解決方案是從以下三個(gè)方面進(jìn)行考慮(1)首先對(duì)合金鋼的成份進(jìn)行合理調(diào)整，利用B元素的微合金化來(lái)擴(kuò)大奧氏體溫度區(qū)域，減少鐵素體的成核率，實(shí)現(xiàn)晶粒粗化的條件要求。
(2)按設(shè)計(jì)要求來(lái)控制成分中的N元素含量，將B/N含量比控制在設(shè)定值要求內(nèi)，這樣可以使本發(fā)明的低B合金鋼的力學(xué)性能達(dá)到穩(wěn)定。
(3)在本發(fā)明低B合金鋼的成分中加入適量的鋁來(lái)固定N元素，同時(shí)也可以穩(wěn)定B的回收率，為了防止加入過(guò)量的Al元素和影響鋼的質(zhì)量，鋼中Al要控制在≤0.06％的范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明所提出的目的和上述解決方案內(nèi)容的要求，我們所設(shè)計(jì)的熱軋用低B合金鋼具體的化學(xué)成份重量％為C≤0.10％；Si 0.01-0.10％；Mn0.10-1.0％；S 0.001-0.020％；P≤0.020％；B 0.0003-0.015％；Al 0.03-0.06％；N 0.003-0.009％；其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。在本發(fā)明熱軋用低B合金鋼成分中的其他特征還有Si 0.01-0.06％；Mn 0.20-0.5％；B 0.002-0.012％；Al 0.03-0.05％；N 0.005-0.008％。
在設(shè)計(jì)本發(fā)明低B合金鋼的成分時(shí)，我們充分地考慮到各元素對(duì)該鋼性能所起的作用，因此要嚴(yán)格控制元素配比的添加量，例如在成分中考慮到C的含量越低則該鋼的加工性能就越好，尤其當(dāng)C含量限制在0.10％以下時(shí)加工性能改變就更為明顯，因此在本發(fā)明低B合金鋼的成分中將C含量限制在0.10％以下。另外在本發(fā)明鋼的成分中，Si的含量會(huì)對(duì)本發(fā)明鋼屈服點(diǎn)有著明顯的影響，即屈服點(diǎn)隨Si的含量多少而升降，所以本發(fā)明鋼將Si的含量限定在0.01-0.10％范圍內(nèi)。在本發(fā)明鋼的成分中當(dāng)Mn元素的含量較少時(shí)，由此會(huì)產(chǎn)生FeS而引起鋼板的熱脆，所以Mn元素的添加量不應(yīng)低于0.10％，當(dāng)Mn元素的添加量超過(guò)1.0％時(shí)，則該鋼的延展性(延伸率)就明顯惡化，因此Mn的含量應(yīng)限定在0.10％～1.0％范圍內(nèi)。
在本明低B合金鋼中S通常以MnS的形式存在，S元素不僅對(duì)鋼的延展性有害，而且在熱軋板的卷取至冷卻過(guò)程中，MnS作為C的析出點(diǎn)而使最終的固溶C明顯減少。因此希望要盡量減少S的含量，但是在降低S含量的同時(shí)則又會(huì)使該鋼的制造成本有所升高，所以在本發(fā)明低B合金鋼的成分中應(yīng)將S的含量限定在0.001-0.02％以內(nèi)。
在本發(fā)明低B合金鋼中的P為有害元素，由于P在鋼中是常在晶界處出現(xiàn)偏析，容易產(chǎn)生加工裂紋并且是影響該鋼強(qiáng)度的主要元素之一，所以將P元素含量應(yīng)控制在0.020％以下。在本發(fā)明鋼的成分中N也是影響該綱強(qiáng)度的重要元素之一，因此在本發(fā)明鋼的成分設(shè)計(jì)中，N元素的含量應(yīng)控制在0.005-0.008％范圍內(nèi)為最合理的含量，但考慮到生產(chǎn)成本和時(shí)效等其他因素，所以我們將N元素的上限定為≤0.009％范圍內(nèi)。
Al元素在本發(fā)明鋼中的含量是關(guān)鍵點(diǎn)之一，其加入的總量應(yīng)用與Si、Mn、N等多組元素的含量多少來(lái)確定，當(dāng)該鋼中Al含量低于0、03％時(shí)，則B的回收率不會(huì)達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，再有是考慮到當(dāng)較高的Al含量則會(huì)產(chǎn)生多余的AlN被析出，因?yàn)锳lN的析出是引起鋼板表面惡化缺陷和導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降的主要因素之一。所以在本發(fā)明鋼中Al元素的含量應(yīng)嚴(yán)格限定在0.03-0.06％范圍內(nèi)。
B是本發(fā)明鋼中的重要元素之一。在本發(fā)明鋼中設(shè)計(jì)添加適量的B元素時(shí)，則有利于增加該鋼奧氏體相的穩(wěn)定性，有顯著地降低鐵素體成核率的效果，使鋼的Ar3相變點(diǎn)降低。在本發(fā)明低B合金鋼中Ar3相變點(diǎn)的降低并不是通過(guò)BN的析出而降低，而是通過(guò)固溶于鋼中的B元素來(lái)實(shí)現(xiàn)的。由于Ar3相變點(diǎn)是隨著B(niǎo)/N值的增加而降低的，當(dāng)B/N的比值大約在1.5以上時(shí)Ar3相變點(diǎn)則趨于穩(wěn)定。因此在本發(fā)明鋼的成分中將B含量限定在0.0003％～0.012％范圍內(nèi)。
本發(fā)明鋼的制備方法與現(xiàn)有技術(shù)相似，首先按設(shè)定成分進(jìn)行配料，煉鋼可采用在中頻感應(yīng)爐或電爐中進(jìn)行冶煉，然后再經(jīng)鑄錠、開(kāi)坯、鍛造及熱處理等生產(chǎn)工藝完成產(chǎn)品的制備。本發(fā)明鋼也同樣適用于采用連鑄設(shè)備來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)的微B合金軟鋼。
采用本發(fā)明的熱軋用低B合金鋼與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有成分設(shè)計(jì)合理和降低生產(chǎn)成本，而且能滿足冷軋用料的性能和具備良好沖壓性能等特點(diǎn)。另外本發(fā)明低B合金鋼經(jīng)過(guò)對(duì)成分調(diào)整后，可以有效的改善該鋼種的加工工藝，克服了高溫軋制和板卷表面容易氧化的現(xiàn)象和板材表面橫折印的缺陷，提高板坯軋制的表面質(zhì)量和塌卷的現(xiàn)象。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明鋼所設(shè)計(jì)的化學(xué)成分范圍，我們?cè)?0Kg的中頻感應(yīng)爐上冶煉3爐本發(fā)明鋼和2爐對(duì)比鋼，具體化學(xué)成分見(jiàn)表1.所示。試驗(yàn)過(guò)程是將鋼水澆注成鋼坯后，熱處理是采用經(jīng)馬弗爐加熱至1150℃，保溫1小時(shí)后再熱送軋制成厚度2.5mm薄帶。初軋溫度為1100℃，終軋溫度為810℃，然后空冷。采用本發(fā)明低B合金鋼和對(duì)比鋼軋成的薄帶加工成標(biāo)準(zhǔn)室溫拉伸試樣，經(jīng)檢測(cè)后所得力學(xué)、金相對(duì)比結(jié)果列入表2。在上述的對(duì)比表中，序號(hào)1、3、5為本發(fā)明低B合金鋼。序號(hào)2、4為對(duì)比鋼。
從表2.可以看出，本發(fā)明鋼的屈服強(qiáng)度小于280MPa/cm2的強(qiáng)度水平較對(duì)比鋼低30-50Mpa/cm2，呈現(xiàn)出良好的沖壓加工性能。
表1.本發(fā)明實(shí)施例鋼與對(duì)比鋼的化學(xué)成分(重量％)對(duì)比

表2.本發(fā)明實(shí)施例鋼與對(duì)比鋼的力學(xué)性能的對(duì)比

權(quán)利要求
1.一種熱軋用低B合金鋼具體的化學(xué)成份重量％為C≤0.10％；Si0.01-0.10％；Mn 0.10-1.0％；S 0.001-0.020％；P≤0.020％；B 0.0003-0.015％；Al 0.03-0.06％；N 0.003-0.009％；其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述熱軋用低B合金鋼，其特征還在于該鋼成分中的Si 0.01-0.06％；Mn 0.20-0.5％；B 0.002-0.012％；Al 0.03-0.05％；N0.005-0.008％。
全文摘要
本發(fā)明是屬于熱軋用低硼合金鋼(低屈服強(qiáng)度≤280MPa/cmm
文檔編號(hào)C22C38/06GK1644745SQ20041009686
公開(kāi)日2005年7月27日 申請(qǐng)日期2004年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月9日
發(fā)明者仇圣桃, 干勇, 劉家琪, 張慧, 王明林, 岳爾斌, 劉愛(ài)強(qiáng) 申請(qǐng)人:鋼鐵研究總院