專利名稱：一種非調(diào)質(zhì)1000MPa級低碳貝氏體型高強(qiáng)度鋼板的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼板的制造領(lǐng)域，尤其是一種非調(diào)質(zhì)IOOOMPa級低碳貝氏體型高強(qiáng)度鋼板的制造方法。
背景技術(shù)：
隨著工程機(jī)械(如推土機(jī)、礦車、煤機(jī)等)的用量增加，對使用鋼板性能的要求越來越高，IOOOMPa級高強(qiáng)鋼將會被逐漸使用。對IOOOMPa級高強(qiáng)鋼，目前大部分采用調(diào)質(zhì)工藝生產(chǎn)，獲得的是馬氏體組織。低碳貝氏體鋼是80年代開始出現(xiàn)的新鋼種，具有優(yōu)良的高強(qiáng)、高韌性和焊接性能，其應(yīng)用前景非常廣闊。在現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)中，國內(nèi)寶鋼、鞍鋼、舞陽鋼鐵等廠采用控軋、控冷技術(shù)開發(fā)了一些低碳貝氏體型高強(qiáng)板，例如鞍鋼股份有限公司在國家知識產(chǎn)權(quán)局申請的一項申請?zhí)枮?CN200610134087. 7，名稱為“高性能低碳貝氏體結(jié)構(gòu)鋼及其生產(chǎn)方法”的專利，其成分采用低碳+高錳+Cu、Ni等復(fù)合強(qiáng)化方案，軋制過程采用TMCP+RPC工藝，不經(jīng)調(diào)質(zhì)獲得貝氏體組織。但該方案又存在有一定的缺陷，首先，成分設(shè)計中添加Cu元素，易導(dǎo)致鋼板表面裂紋產(chǎn)生；其次，采用RPC工藝，增加了軋鋼時間，影響了生產(chǎn)節(jié)奏，降低了生產(chǎn)效率。同時，以低碳 +高錳成分通過TMCP軋制后，如果不經(jīng)過一定的熱處理，延伸率偏低，易造成產(chǎn)品性能合格率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，而提供一種非調(diào)質(zhì)IOOOMPa級低碳貝氏體型高強(qiáng)度鋼板的制造方法，該方法采用的工藝流程簡單，不需增加任何設(shè)備，具有可大批量生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)易行、性能穩(wěn)定的優(yōu)點。本發(fā)明解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是一種非調(diào)質(zhì)IOOOMPa級低碳貝氏體型高強(qiáng)度鋼板的制造方法，其工藝步驟包括KR鐵水預(yù)處理；轉(zhuǎn)爐冶煉；密封吹氬氣合金成分調(diào)整CAS處理；鋼包爐精煉LF ；真空脫氣RH/VD ；板坯連鑄；板坯切割、精整；板坯冷裝；板坯再加熱；雙機(jī)架控制軋制；預(yù)矯直；控制冷卻；矯直；保溫罩內(nèi)自回火；空冷，得成品鋼板；其中KR鐵水預(yù)處理中預(yù)脫硫終點硫S為0. 003% 0. 005% ；轉(zhuǎn)爐冶煉終點碳C為0. 03% 0. 06% ；CAS吹氬氣時間10 12分鐘；LF 出站溫度1659 1670°C ；VD/RH精煉低真空度彡2. Ombar，保真空時間彡15分鐘；所述的真空脫氣RH/VD用于降低夾雜物含量，均勻鋼水溫度、成分，脫氫率可達(dá)60-85%，脫氮率20-30%，降低夾雜物60%以上；
板坯連鑄拉速1. 1米/分鐘；所述的板坯冷裝和板坯再加熱是在板坯下線緩冷48 72小時后，進(jìn)入軋制前的板坯再加熱；板坯再加熱溫度1200 1250°C ；所述的雙機(jī)架控制軋制采用兩階段控制軋制工藝，分別在奧氏體再結(jié)晶區(qū)和未再結(jié)晶區(qū)軋制，在第二階段軋制中每道次壓下率在20%以上；雙機(jī)架控制軋制溫度第一階段1050 1150°C，第二階段860 900°C ；所述的控制冷卻工序前的預(yù)矯直是控制軋制后進(jìn)入冷卻區(qū)之前為保證鋼板板形進(jìn)行的熱矯直，控軋完成后鋼板的在820 850°C左右進(jìn)入矯直機(jī)；所述的控制冷卻的冷卻速度在10 30°C /s之間；所述的保溫罩內(nèi)自回火是，鋼板矯直完成后，在400 500°C溫度范圍內(nèi)快速完成剪切和收集，在^0-330°C進(jìn)行堆垛，加蓋保溫罩，保溫時間控制在1. 5-2. Omin/mm。所述的成品鋼板厚度大于30mm。本發(fā)明的有益效果是由于在該方案中采用了下述工藝流程真空脫氣(RH/VD)降低夾雜物含量，均勻鋼水溫度、成分，脫氫率可達(dá)60-85 %，脫氮率20-30%，降低夾雜物60%以上。板坯冷裝在板坯下線緩冷48小時后裝爐能有效防止鋼板表面裂紋。雙機(jī)架控制軋制采用兩階段控制軋制工藝，分別在奧氏體再結(jié)晶區(qū)和未再結(jié)晶區(qū)軋制，在第二階段軋制中每道次壓下率在 20%以上。預(yù)矯直控軋完成后鋼板在820°C左右進(jìn)入矯直機(jī)，最大限度地消除鋼板因變形不均和發(fā)熱溫度分布不均造成的附加內(nèi)應(yīng)力，并從根本上改變內(nèi)應(yīng)力在鋼板上的分布，保證成品具有均勻平整度和直度。控制冷卻以低碳貝氏體為主的混合型組織具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，要得到該類組織，冷卻速度必須不小于8°C /s，一般在8 25°C /s之間。矯直 根據(jù)鋼板的厚度、終冷溫度和原始板形情況設(shè)定矯直參數(shù)，開矯溫度設(shè)定為400 600°C左右。保溫罩內(nèi)自回火鋼板溫矯直完成后，在400 600°C溫度范圍內(nèi)快速完成剪切和收集， 在觀0-3301進(jìn)行堆垛，加蓋保溫罩，保溫時間控制在1.5-2. Omin/mm。經(jīng)過自回火的鋼板， 能有效改善鋼板組織均勻性，減少帶狀組織，提高延伸率。本發(fā)明方案的工序簡單，可操作性強(qiáng)，鑄坯低倍質(zhì)量好，具有可批量生產(chǎn)、成本低、 板形好、性能穩(wěn)定的優(yōu)點。采用本方法生產(chǎn)的鋼板強(qiáng)度高，抗拉強(qiáng)度超過IOOOMPa ；塑、韌性好，-20°C沖擊功達(dá)到150J以上；具有優(yōu)良的延伸率，標(biāo)準(zhǔn)比例試樣的斷后伸長率大于 18%，實現(xiàn)了良好的強(qiáng)韌性匹配。與調(diào)質(zhì)工藝相比，具有生產(chǎn)周期短，制造成本低的優(yōu)點。由此可見，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有實質(zhì)性的進(jìn)步，其實施的有益效果也是顯而易見的。
具體實施例方式為能清楚說明本方案的技術(shù)特點，下面通過幾個具體實施方式
，對本方案進(jìn)行闡述。
具體實施方式
一鋼板的化學(xué)成分為C 0. 04 %, Si 0. 35 %, Mn 1. 70 %, P 0. OlO %, S 0. 008 %, Mo 0. 20 %, Al 0. 025%, B 0. 0010%, Nb :0. 050%, Ti :0. 015%, Ni :0. 25%，其余為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。
用上述化學(xué)成分的鋼其軋制鋼板的工藝KR預(yù)脫硫終點硫S = 0. 003% ；轉(zhuǎn)爐冶煉終點碳C = 0. 03% ；CAS吹氬氣時間(分鐘)10 ；LF 出站溫度(°C ) :1659 ；VD/RH精煉低真空度≤2. Ombar,保真空時間≥15分鐘；板坯連鑄拉速(米/分鐘)1. 1 ；板坯下線堆垛緩冷時間72小時；板坯再加熱溫度(V ) 1250 ；雙機(jī)架控制軋制溫度(V )第一階段1100，第二階段900 ；預(yù)矯直溫度(°C ) :820 ；控制冷卻速度(°C /s) 10 ；矯直溫度(°C) 490 ；自回火溫度(°C ) :320 ；出爐空冷。所軋制的鋼板機(jī)械性能規(guī)格鋼板厚度為32mm ；屈服強(qiáng)度(MPa) :980 ；抗拉強(qiáng)度(MPa) :1050 ；斷后伸長率(% ):19.5;冷彎合格；V型縱向沖擊功(-200C ) :170J、152J、193J ;V型縱向沖擊功 (-40 0C ):102J、132J、165J。
具體實施方式
二 鋼板的化學(xué)成分為C 0. 06 %, Si 0. 35 %, Mn 1. 60 %, P 0. 010 %, S 0. 008 %, Mo 0. 25 %, Al 0. 035%, B 0. 0015%, Nb :0. 055%, Ti :0. 010%, Ni :0. 30%，其余為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。用上述化學(xué)成分的鋼其軋制鋼板的工藝KR預(yù)脫硫終點硫S = 0. 005% ；轉(zhuǎn)爐冶煉終點碳C = 0. 05% ；CAS吹氬氣時間(分鐘)12 ；LF 出站溫度(°C ) :1665 ；VD/RH精煉低真空度≤2. Ombar,保真空時間≥15分鐘；板坯連鑄拉速(米/分鐘)1. 1 ；板坯下線堆垛緩冷時間48小時；板坯再加熱溫度(V ) 1250 ；雙機(jī)架控制軋制溫度(°C )第一階段1150，第二階段860 ；預(yù)矯直溫度(°C ) :830 ；控制冷卻速度(°C /s) 15 ；矯直溫度(°C) 500 ；自回火溫度(°C ) :300 ；出爐空冷。
所軋制的鋼板機(jī)械性能規(guī)格鋼板厚度為35mm ；屈服強(qiáng)度(MPa) 1000 ；抗拉強(qiáng)度(MPa) 1120 ；斷后伸長率(％) 18. 5;冷彎合格；V型縱向沖擊功(_20°C ) :151J、163J、182J;V型縱向沖擊功 (-400C ) :82J、61J、76J。
具體實施方式
三C 0. 08 %, Si 0. 35 %, Mn 1. 56 %, P 0. 012 %, S 0. 009 %, Mo 0. 30 %, Al 0. 030%, B 0. 0010%, Nb 0. 050%, Ti 0. 015%, Ni 0. 30%，其余為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。用上述化學(xué)成分的鋼其軋制鋼板的工藝KR預(yù)脫硫終點硫S = 0. 005% ；轉(zhuǎn)爐冶煉終點碳C = 0. 06% ；CAS吹氬氣時間(分鐘)10 ；LF 出站溫度(°C ) :1670 ；VD/RH精煉低真空度彡2. Ombar，保真空時間彡15分鐘；板坯連鑄拉速(米/分鐘)1. 1 ；板坯下線堆垛緩冷時間72小時；板坯再加熱溫度(V ) 1200 ；雙機(jī)架控制軋制溫度CC )第一階段1050，第二階段880 ；預(yù)矯直溫度(°C ) :850 ；控制冷卻速度(°C /s) 30 ；矯直溫度(°C) 400 ；自回火溫度(°C ) :320 ；出爐空冷。所軋制的鋼板機(jī)械性能規(guī)格鋼板厚度為38mm ；屈服強(qiáng)度(MPa) 960 ；抗拉強(qiáng)度(MPa) 1100 ；斷后伸長率(% ) :20· O ；冷彎合格；V型縱向沖擊功(-200C ) :168J、216J、179J ;V型縱向沖擊功 (-400C ) :99J、87J、65J。
權(quán)利要求
1.一種非調(diào)質(zhì)IOOOMI^級低碳貝氏體型高強(qiáng)度鋼板的制造方法，其工藝步驟包括 KR鐵水預(yù)處理；轉(zhuǎn)爐冶煉；密封吹氬氣合金成分調(diào)整CAS處理；鋼包爐精煉LF ；真空脫氣RH/VD ；板坯連鑄；板坯切割、精整；板坯冷裝；板坯再加熱；雙機(jī)架控制軋制；預(yù)矯直；控制冷卻；矯直；保溫罩內(nèi)自回火；空冷，得成品鋼板；其中KR鐵水預(yù)處理中預(yù)脫硫終點硫S為0. 003% 0. 005% ；轉(zhuǎn)爐冶煉終點碳C為 0. 03% 0. 06% ；CAS吹氬氣時間10 12分鐘；LF出站溫度1659 1670°C ；VD/RH精煉低真空度< 2. Ombar，保真空時間> 15分鐘；所述的真空脫氣RH/VD用于降低夾雜物含量，均勻鋼水溫度、成分，脫氫率可達(dá)60-85%，脫氮率20-30%，降低夾雜物60%以上；板坯連鑄拉速1. 1米/分鐘；所述的板坯冷裝和板坯再加熱是在板坯下線緩冷48 72小時后，進(jìn)入軋制前的板坯再加熱；板坯再加熱溫度1200 1250°C ；所述的雙機(jī)架控制軋制采用兩階段控制軋制工藝，分別在奧氏體再結(jié)晶區(qū)和未再結(jié)晶區(qū)軋制，在第二階段軋制中每道次壓下率在20%以上；雙機(jī)架控制軋制溫度第一階段1050 1150°C，第二階段 860 900°C ；所述的控制冷卻工序前的預(yù)矯直是控制軋制后進(jìn)入冷卻區(qū)之前為保證鋼板板形進(jìn)行的熱矯直，控軋完成后鋼板的在820 850°C左右進(jìn)入矯直機(jī)；所述的控制冷卻的冷卻速度在10 30°C /s之間；所述的保溫罩內(nèi)自回火是，鋼板矯直完成后，在400 500°C溫度范圍內(nèi)快速完成剪切和收集，在^0-330°C進(jìn)行堆垛，加蓋保溫罩，保溫時間控制在 1. 5-2. Omin/mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非調(diào)質(zhì)IOOOMPa級低碳貝氏體型高強(qiáng)度鋼板的制造方法，其特征是所述鋼板厚度大于30mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種非調(diào)質(zhì)1000MPa級低碳貝氏體型高強(qiáng)度鋼板的制造方法，該方法的工藝流程為KR鐵水預(yù)處理；轉(zhuǎn)爐冶煉；密封吹氬氣合金成分調(diào)整CAS處理；鋼包爐精煉LF；真空脫氣RH/VD；板坯連鑄；板坯切割、精整；板坯冷裝；板坯再加熱；雙機(jī)架控制軋制；預(yù)矯直；控制冷卻；矯直；保溫罩內(nèi)自回火；空冷，得成品鋼板。本發(fā)明方案的工序簡單，可操作性強(qiáng)，鑄坯低倍質(zhì)量好，具有可批量生產(chǎn)、成本低、板形好、性能穩(wěn)定的優(yōu)點。采用本方法生產(chǎn)的鋼板強(qiáng)度高，抗拉強(qiáng)度超過1000MPa；塑、韌性好，-20℃沖擊功達(dá)到150J以上；具有優(yōu)良的延伸率，標(biāo)準(zhǔn)比例試樣的斷后伸長率大于18％，實現(xiàn)了良好的強(qiáng)韌性匹配。與調(diào)質(zhì)工藝相比，具有生產(chǎn)周期短，制造成本低的優(yōu)點。
文檔編號C21D8/02GK102181619SQ20111004045
公開日2011年9月14日 申請日期2011年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月18日
發(fā)明者侯登義, 馮勇, 劉曉美, 孫衛(wèi)華, 孫浩, 張繼明, 李國寶, 王南輝, 肖豐強(qiáng), 胡淑娥, 賈慧領(lǐng) 申請人:濟(jì)鋼集團(tuán)有限公司