本發(fā)明涉屬于捆帶用鋼
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及一種捆帶鋼及其制造方法，特別涉及抗拉強(qiáng)度980MPa級(jí)的冷軋卷用捆帶鋼及其制造方法。
背景技術(shù)：
：高強(qiáng)度涂漆捆帶是一種“保證安全儲(chǔ)運(yùn)，提升產(chǎn)品檔次”，具有高附加值的冷軋深加工產(chǎn)品，廣泛用于大卷重冷軋板卷的打捆包裝?，F(xiàn)有高強(qiáng)度捆帶鋼的主要生產(chǎn)工藝有三種：一是采用冷軋強(qiáng)化后進(jìn)行退火的工藝，充分利用冷軋的加工硬化，目前主要用于生產(chǎn)抗拉強(qiáng)度800～900MPa，延伸率≥4%的捆帶，該工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，但是對(duì)捆帶原材料的質(zhì)量要求極高；二是采用鉛浴等溫淬火的貝氏體強(qiáng)化工藝，但其設(shè)備復(fù)雜，特別是采用鉛浴處理，會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，一些國(guó)家已經(jīng)限制使用，不具備推廣價(jià)值；三是采用兩相區(qū)淬火的馬氏體強(qiáng)化工藝，采用水做為淬火介質(zhì)，強(qiáng)度等級(jí)可以達(dá)到1100～1500MPa，無(wú)環(huán)境污染，但操作復(fù)雜，能耗大且難以保證良好的板形。公開號(hào)為CN101805870A的中國(guó)專利公開了一種抗拉強(qiáng)度≥1100MPa的高強(qiáng)度捆帶鋼及其制造方法，其原料鋼種采用如下成分設(shè)計(jì)：C：0.25-0.35%，Mn：1.0-2.0%，Si：≤0.45%，P：≤0.04%，S：≤0.04%。通過(guò)兩相區(qū)淬火加回火工藝生產(chǎn)出抗拉強(qiáng)度為1100-1250MPa，延伸率為10-13%的高強(qiáng)度捆帶，由于采用水作為淬火介質(zhì)，污染較小。但是，該工藝操作復(fù)雜，特別是淬火加回火對(duì)溫度和時(shí)間的控制非常高，生產(chǎn)成本較高。公開號(hào)為CN102978512A的中國(guó)專利公開了一種抗拉強(qiáng)度≥950MPa的高強(qiáng)度涂漆捆帶及其制造方法。其采用如下成分設(shè)計(jì)：C：0.12～0.20%，Mn：1.2～2.0%，Si：0.2～0.6%，P：≤0.025%，S：≤0.02%，Nb：0.01～0.05%。通過(guò)冷軋強(qiáng)化后退火工藝生產(chǎn)出抗拉強(qiáng)度不低于950MPa，延伸率不低于9%的高強(qiáng)度涂漆捆帶，雖然工藝簡(jiǎn)單，產(chǎn)品的耐腐蝕性能較好。但是，捆帶熱處理過(guò)程是在Pb-Bi爐進(jìn)行的，產(chǎn)品表面很容易附著劇毒元素Pb和Bi，對(duì)環(huán)境的污染極大。其次，原料鋼種中Si含量較高，導(dǎo)致捆帶表面質(zhì)量不佳，漆膜易發(fā)生脫落，穩(wěn)定性不高。另外，成分中添加了稀土元素Nb，導(dǎo)致原料成本增加。公開號(hào)為CN102719730A的中國(guó)專利，公開了一種抗拉強(qiáng)度≥950MPa的高強(qiáng)度捆帶及其制造方法。原料鋼種采用如下成分設(shè)計(jì)：C：0.15～0.25%，Mn：1.5～2.2%，Si：≤0.05%，P：≤0.025%，S：≤0.02%，Als：0.01～0.08%。采用冷軋強(qiáng)化退火工藝生產(chǎn)出抗拉強(qiáng)度≥950MPa，延伸率≥11%的高強(qiáng)度發(fā)藍(lán)捆帶，雖工藝簡(jiǎn)單，污染較小，但該鋼種中Mn含量比較高，且冷軋采用10道次反復(fù)軋制，導(dǎo)致原料的經(jīng)濟(jì)性降低，生產(chǎn)能耗較高，對(duì)軋機(jī)和軋輥的損傷也較大。公開號(hào)為CN103451524A的中國(guó)專利公開了一種厚度為0.5mm的抗拉強(qiáng)度≥1000MPa涂漆捆帶鋼及其制造方法。其組分及重量百分比：C：0.22～0.30%，Mn：1.7～2.2%，Si：0.005～0.010%，P：≤0.015%，S：≤0.015%，Als：0.050～0.070%，Nb：0.052～0.080%；生產(chǎn)步驟：冶煉并將連鑄坯進(jìn)行常規(guī)加熱；精軋控制其終軋溫度為900～950℃，精軋后的厚度為2.0mm；冷軋軋制道次為8道次，控制總壓下率不低于75%；最后進(jìn)行580～650℃、時(shí)間為100～150s的發(fā)藍(lán)熱處理。在厚度僅為0.5mm的情況下，產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了抗拉強(qiáng)度≥1000MPa，延伸率≥10%，反復(fù)彎曲次數(shù)不少于10次，無(wú)分層脆斷現(xiàn)象。但是，該方案為Mn、Nb合金強(qiáng)化、合金成本較高，且2.0mm厚度保證900-950℃的終軋溫度實(shí)現(xiàn)比較困難，以及總壓下率不低于75%、冷軋道次為8道次，也增加了冷軋成本。公開號(hào)為CN101781735A的中國(guó)專利公開了一種抗拉強(qiáng)度1000MPa的經(jīng)濟(jì)性高強(qiáng)度捆帶鋼及其制造方法，其組分的重量百分比為C：0.25-0.42%，Mn：1.0-2.0%，Si：≤0.45%，S：≤0.04%，P≤0.04%，Al：≤0.08%；其終軋溫度為800-950℃，卷取溫度500-750℃，冷軋壓下率50-90%，退火溫度430-580℃，保溫時(shí)間≤40min，冷卻介質(zhì)為水。該發(fā)明采用了成分和冷軋工藝提高冷軋板強(qiáng)度，并進(jìn)行退火提高塑性，具有生產(chǎn)流程少、成本不高、性能好的優(yōu)點(diǎn)，但是該方法給出的工藝范圍十分寬廣，成分、工藝需要匹配才能達(dá)到最終的性能要求，另外退火的保溫時(shí)間很長(zhǎng)，不利于高效率的批量規(guī)模生產(chǎn)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供抗拉強(qiáng)度980MPa級(jí)的冷軋卷用捆帶鋼及其制造方法，主要解決現(xiàn)有高抗拉強(qiáng)度級(jí)的冷軋卷用捆帶鋼塑性低、生產(chǎn)成本高的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明的技術(shù)思路是以較少的非貴重合金添加實(shí)現(xiàn)低成本，配合熱軋和冷軋軋制工藝實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)，再匹配熱處理回復(fù)工藝實(shí)現(xiàn)高塑性。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：抗拉強(qiáng)度980MPa級(jí)的冷軋卷用捆帶鋼，化學(xué)成分質(zhì)量百分比：C：0.30%～0.38%，Si：0.15%～0.30%，Mn：0.55%～0.75%，P≤0.020%，S≤0.010%，Cr：0.10%～0.20%，Alt：0.01%～0.04%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)元素。本發(fā)明所述的抗拉強(qiáng)度980MPa級(jí)的冷軋卷用捆帶鋼的化學(xué)成分限定在上述范圍內(nèi)的理由如下：碳：碳是最經(jīng)濟(jì)的強(qiáng)化力學(xué)性能的元素，材料的抗拉強(qiáng)度和硬度均隨碳含量的增加而增大。在本設(shè)計(jì)中，充分利用碳的強(qiáng)化效果，碳含量控制在0.30～0.38%之間，高于目前一般捆帶鋼的碳含量。如果高于0.38%，捆帶塑性較差，伸長(zhǎng)率偏低也難以滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。如果低于0.30%，在低合金設(shè)計(jì)下，材料強(qiáng)度將達(dá)不到要求。硅：硅是鋼中的有益元素，也是一種經(jīng)濟(jì)型強(qiáng)化元素，具有很強(qiáng)的固溶強(qiáng)化作用，能提高捆帶的強(qiáng)度和硬度。但含量較高時(shí)，將使捆帶的塑性和韌性顯著下降，同時(shí)嚴(yán)重影響產(chǎn)品表面質(zhì)量。硅含量太低，將削弱強(qiáng)化效果，影響產(chǎn)品強(qiáng)度。因此，在本發(fā)明中，Si含量一般控制在0.15～0.30%。磷：磷是鋼中的有害元素，容易引起嚴(yán)重的偏析，降低捆帶的韌性，導(dǎo)致發(fā)生脆斷。此外，過(guò)高的P含量將顯著降低捆帶的焊接性能，一般應(yīng)予以去除。因此，在本發(fā)明設(shè)定鋼中P≤0.020%。硫：硫是鋼中的有害元素，容易引起熱脆，并削弱捆帶的焊接性能，一般應(yīng)予以去除。因此，在本發(fā)明設(shè)定鋼中S≤0.010%。鋁：鋁與氮或氧生產(chǎn)成有效的細(xì)小彌散物而抑制晶粒長(zhǎng)大，能獲得更加細(xì)小的塊狀鐵素體和珠光體團(tuán)提高鋼的強(qiáng)度和韌性。同時(shí)，鋁也是優(yōu)良的脫氧劑。因此，在本發(fā)明中，Al的含量一般控制在0.010～0.040%。錳和鉻：錳在捆帶鋼中屬于有益元素，能提高捆帶的抗拉強(qiáng)度，適度的提高淬透性，適量的錳既提高韌性又提高冷軋加工性能。另外錳可以同硫結(jié)合形成硫化錳，很大程度上降低硫造成的熱脆性和冷脆性。Cr能與碳結(jié)合形成碳化物，顯著提高鋼的強(qiáng)度和耐磨性能，特別在熱處理回復(fù)過(guò)程中將形成細(xì)小碳化物，對(duì)保持強(qiáng)度和提高塑性有較好的作用。采用Mn和Cr搭配，即可提高強(qiáng)度又能避免塑性下降過(guò)快。但Mn和Cr含量過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致鋼板延伸率迅速下降。本發(fā)明中，錳含量控制在0.55～0.75%之間，鉻含量控制在0.10～0.20%之間。上述抗拉強(qiáng)度980MPa級(jí)的冷軋卷用捆帶鋼的制造方法，該方法包括：鋼水經(jīng)連鑄得到連鑄板坯，其中所述鋼水成分的質(zhì)量百分比為：C：0.30%～0.38%，Si：0.15%～0.30%，Mn：0.55%～0.75%，P≤0.020%，S≤0.010%，Cr：0.10%～0.20%，Alt：0.01%～0.04%，余量為鐵和不可避免夾雜；連鑄板坯經(jīng)加熱爐加熱至1180℃～1220℃后進(jìn)行熱軋，所述的熱軋結(jié)束溫度為820℃～860℃，熱軋后鋼板厚度為2.0mm～3.5mm，卷取溫度為620℃～660℃卷取得到熱軋鋼卷；熱軋鋼卷重新開卷后經(jīng)酸洗、冷軋、臥式連續(xù)退火爐退火、卷取得到厚度為0.70mm～0.90mm成品，所述冷軋壓下率為65%～75%，經(jīng)過(guò)冷軋后的軋硬狀態(tài)帶鋼在立式退火爐中的退火溫度為590℃～650℃，帶鋼退火時(shí)間為70s～120s。進(jìn)一步，帶鋼在立式退火爐內(nèi)的退火溫度設(shè)定為590℃～620℃時(shí)，帶鋼退火時(shí)間設(shè)定為90s～120s；鋼帶在立式退火爐內(nèi)的退火溫度設(shè)定為620℃～650℃時(shí)，帶鋼退火時(shí)間設(shè)定為70s～90s。本發(fā)明采取的生產(chǎn)工藝的理由如下：1、連鑄板坯加熱溫度的設(shè)定如果連鑄板坯加熱溫度過(guò)高，鋼中的AlN等第二相粒子發(fā)生溶解后在熱軋卷取過(guò)程重新析出更加細(xì)小、彌散的析出物，則抑制了在隨后的冷軋、退火后晶粒的再結(jié)晶長(zhǎng)大，使鋼板的再結(jié)晶溫度升高，不能適應(yīng)低的退火溫度。如果加熱溫度過(guò)低，由于熱軋過(guò)程中的自然溫降，無(wú)法保證本發(fā)明要求的終軋溫度。連鑄板坯加熱溫度設(shè)定為1180℃～1220℃。2、熱軋結(jié)束溫度設(shè)定該溫度設(shè)計(jì)與成分相關(guān)，由于鋼中碳含量較高，相變點(diǎn)溫度低，一方面為了獲得均勻細(xì)小的熱軋組織，需采用較低的熱軋終軋溫度，另一方面，熱軋終軋溫度過(guò)高，原始奧氏體組織粗大還會(huì)形成魏氏組織，帶來(lái)材料塑性下降。因此，綜合考慮，本發(fā)明熱軋終軋溫度設(shè)定為820℃～860℃。3、熱軋卷取溫度設(shè)定熱軋卷取溫度是影響鋼材力學(xué)性能的關(guān)鍵因素之一,一方面控制晶粒大小，另一方面控制珠光體聚集長(zhǎng)大，提高材料強(qiáng)度并獲得良好的塑性，綜合考慮，本發(fā)明設(shè)定熱軋卷取溫度控制為620℃～660℃。4、冷軋壓下率設(shè)定考慮到熱軋?jiān)宓那?qiáng)度在450MPa左右，屬于較高強(qiáng)度，65～75%的總壓下率是考慮了變形后材料的強(qiáng)度及軋制難度的基礎(chǔ)上，平衡了性能需求和加工難度，根據(jù)申請(qǐng)人的多年研究和實(shí)驗(yàn)，在此成分及熱軋工藝條件下，一方面，如果冷軋總壓下率低于65%，加工硬化程度不夠，材料強(qiáng)度達(dá)不到要求；另一方面，如果總壓下率高于75%，加工硬化程度過(guò)大，冷軋道次需增加較多，軋輥磨損加大，將增加加工成本。綜合考慮，本發(fā)明采用多到次連軋，優(yōu)選6～7道次冷連軋，冷軋總壓下率控制為65%～75%。5、退火溫度設(shè)定為了獲得最終高強(qiáng)高塑性的材料，應(yīng)用再結(jié)晶回復(fù)原理，對(duì)加工硬化的板帶需要匹配合適的退火時(shí)間和溫度，退火組織為回復(fù)鐵素體組織+珠光體+滲碳體。鋼帶在立式退火爐內(nèi)的退火溫度設(shè)定為590℃～650℃，帶鋼退火時(shí)間設(shè)定為70s～120s，生產(chǎn)效率比較高。退火溫度高，組織回復(fù)再結(jié)晶的速度就快，達(dá)到目標(biāo)塑性的所需退火時(shí)間就短，進(jìn)一步，鋼帶在立式退火爐內(nèi)的退火溫度設(shè)定為590℃～620℃時(shí)，帶鋼退火時(shí)間設(shè)定為90s～120s；鋼帶在立式退火爐內(nèi)的退火溫度設(shè)定為620℃～650℃時(shí)，帶鋼退火時(shí)間設(shè)定為70s～90s。本發(fā)明得到的抗拉強(qiáng)度980MPa級(jí)的冷軋卷用捆帶鋼的顯微組織為回復(fù)鐵素體組織+珠光體+滲碳體，抗拉強(qiáng)度Rm為980MPa～1150MPa，斷后伸長(zhǎng)率A50為8%～12%。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下積極效果：1、本發(fā)明通過(guò)軋制強(qiáng)化后退火實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)、高塑性，生產(chǎn)工序少、工藝易實(shí)現(xiàn)，不需采用鉛浴退火或兩相區(qū)淬火等處理方式，加工成本低廉。2、本發(fā)明在合金量累計(jì)僅0.7%左右的低成本基礎(chǔ)上，充分利用碳、硅元素的強(qiáng)化效果，并添加適量錳、鉻形成碳化物強(qiáng)化，獲得了所需要的強(qiáng)度和塑性，合金成本更低。3、本發(fā)明的回復(fù)退火工藝匹配了成分設(shè)計(jì)、熱軋工藝及冷變形，可根據(jù)不同的熱處理能力和生產(chǎn)速度來(lái)選擇退火工藝；另外退火溫度屬于中溫，一般的熱處理生產(chǎn)線均可生產(chǎn)，且生產(chǎn)效率高，有較好的應(yīng)用性。附圖說(shuō)明附圖1為本發(fā)明實(shí)施例1冷軋退火后成品鋼板的金相組織照片。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例1-5對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，如表1～表4所示。表1本發(fā)明化學(xué)成分（質(zhì)量百分比%），余量為Fe及不可避免雜質(zhì)。元素CSiMnPSCrAlt本發(fā)明0.30～0.380.15～0.300.55～0.75≤0.020≤0.0100.10～0.200.01～0.04實(shí)施例10.3310.20820.63820.01220.00310.15310.0253實(shí)施例20.3120.22640.64740.01450.00520.13550.0287實(shí)施例30.3460.19520.68640.01670.00720.16650.0198實(shí)施例40.3520.23260.66360.01290.00630.14520.0324實(shí)施例50.3360.18280.59560.01750.00590.16140.0276通過(guò)轉(zhuǎn)爐熔煉得到符合要求化學(xué)成分鋼水，鋼水經(jīng)全程吹A(chǔ)r保護(hù)連續(xù)澆鑄得到連鑄板坯，厚度為210～230mm，寬度為800～1300mm，長(zhǎng)度為5000～10000mm。煉鋼生產(chǎn)的定尺板坯送至加熱爐再加熱，出爐除磷后送至連續(xù)熱連軋軋機(jī)上軋制，通過(guò)粗軋軋機(jī)和精軋連軋機(jī)組采用控軋控冷技術(shù)軋制，然后進(jìn)行卷取，產(chǎn)出熱軋鋼卷。熱軋工藝控制見表2。表2本發(fā)明熱軋工藝控制參數(shù)熱軋參數(shù)板坯加熱溫度/℃熱軋結(jié)束溫度/℃卷取溫度/℃熱軋板厚度/mm本發(fā)明1180-1220820-860620～6602.0-3.5實(shí)施例111928376352.8實(shí)施例212108416432.8實(shí)施例312028366422.8實(shí)施例411988326312.8實(shí)施例512088456382.8將上述熱軋鋼卷重新開卷經(jīng)過(guò)酸洗后，在單機(jī)架可逆軋機(jī)上進(jìn)行冷軋，往復(fù)軋制6道次，冷軋的壓下率為65%～75%，經(jīng)過(guò)冷軋后的軋硬狀態(tài)的鋼帶經(jīng)過(guò)退火爐退火、卷取得到厚度0.70mm～0.90mm的成品抗拉強(qiáng)度980MPa級(jí)的冷軋卷用捆帶鋼帶。退火工藝為：鋼帶在立式退火爐的退火溫度范圍為590℃～650℃，退火時(shí)間為70s～120s。工藝控制參數(shù)見表3。表3本發(fā)明冷軋、退火控制參數(shù)冷軋、退火參數(shù)冷軋壓下率/%退火溫度/℃退火時(shí)間/s冷軋板厚度/mm本發(fā)明65～75590～65070～1200.70-0.90實(shí)施例1705901200.84實(shí)施例270630900.84實(shí)施例371.46101000.80實(shí)施例473630900.76實(shí)施例568.5650700.88將本發(fā)明得到的冷軋鋼板按照《GB/T228.1-2010金屬材料拉伸試驗(yàn)第1部分：室溫試驗(yàn)方法》進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。利用上述方法得到的抗拉強(qiáng)度980MPa級(jí)的冷軋卷用捆帶鋼。參照附圖抗拉強(qiáng)度980MPa級(jí)的冷軋卷用捆帶鋼的顯微組織為回復(fù)鐵素體組織+珠光體+滲碳體，抗拉強(qiáng)度Rm為980MPa～1150MPa，斷后伸長(zhǎng)率A50為8%～12%。利用上述方法得到抗拉強(qiáng)度980MPa級(jí)的冷軋卷用捆帶鋼的力學(xué)性能見表4。表4本發(fā)明抗拉強(qiáng)度980MPa級(jí)的冷軋卷用捆帶鋼的力學(xué)性能性能指標(biāo)抗拉強(qiáng)度/MPa斷后伸長(zhǎng)率A50/%本發(fā)明980～11508～12實(shí)施例1101510.47實(shí)施例210968.82實(shí)施例311238.37實(shí)施例410689.46實(shí)施例510329.79除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3