專利名稱：：高強(qiáng)度冷成型熱連軋鋼板及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及低合金鋼制造領(lǐng)域，尤其涉及一種高強(qiáng)度冷成型熱連軋鋼板及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
：在能源供應(yīng)日趨緊張的今天，增強(qiáng)材料強(qiáng)度，減輕構(gòu)件重量，代表了結(jié)構(gòu)用鋼的發(fā)展方向。高強(qiáng)度鋼的應(yīng)用可以顯著減輕構(gòu)件的重量，減輕設(shè)備的自重量，從而減少設(shè)備的燃料消耗，提高設(shè)備的工作效率。因此，在移動(dòng)設(shè)備如集裝箱、汽車和鐵道車輛等領(lǐng)域都迫切需要一種具有較高的強(qiáng)度和優(yōu)良的綜合力學(xué)性能的鋼材。經(jīng)檢索，現(xiàn)有的高強(qiáng)度鋼種都有其一定的缺陷。如武漢鋼鐵公司申請(qǐng)的專利(CN1651589A)"高強(qiáng)度易焊接時(shí)效硬化鋼及其生產(chǎn)方法"和專利(CN1563468A)"冷成型高強(qiáng)度焊接結(jié)構(gòu)鋼的生產(chǎn)方法。二者均采用低碳一錳為基礎(chǔ)，添加合金化元素為主要成分，通過控軋控冷工藝來實(shí)現(xiàn)最終性能。其不足之處是為了提高鋼材的強(qiáng)度，成分設(shè)計(jì)中加入較高含量的Cu和Ni，另外還含有Mo、Cr等貴重的合金元素，不僅提高了鋼的成本，同時(shí)大量合金元素的加入也提高了鋼的碳當(dāng)量及裂紋敏感系數(shù)，對(duì)其焊接性能有不利影響，而且該鋼種中雖然添加了大量的貴重合金元素，但其屈服強(qiáng)度仍然只能達(dá)到》500MPa，強(qiáng)度無法滿足需求。歐洲專禾U(US4141761A)"Highstrengthlowalloysteelcontainingcolumbiumandtitanium"相對(duì)而言鋼種強(qiáng)度比較高，但其僅釆用添加微合金元素Nb和Ti來提高鋼材的強(qiáng)度，Nb+Ti總添加量最大可達(dá)0.24%，其屈服強(qiáng)度也只能達(dá)到620MPa。又如新日鐵在中國(guó)申請(qǐng)的同族專利(CN1639371A)"彎曲加工性優(yōu)良的耐候性高強(qiáng)度鋼板及其制造方法"，其不足之處也在于鋼中加入了較多的合金元素，如Ni含量最高達(dá)2.0%，Ti含量最高達(dá)0.2。/c)，較高的合金元素不但不能顯著提高鋼的強(qiáng)度，同時(shí)增加了生產(chǎn)工序，生產(chǎn)操作復(fù)雜。另外，在軋制過程中，鋼中的MnS夾雜很容易沿軋制方向變形拉長(zhǎng)，從而影響了鋼板的各向同性，以上專利的成分設(shè)計(jì)中均未考慮加入Ca或稀土對(duì)硫化物進(jìn)行變性處理。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明旨在提供一種高強(qiáng)度冷成型熱軋連鋼板，屈服強(qiáng)度達(dá)到700MPa級(jí)別，該類鋼板不僅具有優(yōu)良的力學(xué)性能和良好的焊接、冷彎等加工性能，同時(shí)在鋼板生產(chǎn)過程中合金元素加入少，生產(chǎn)成本低，大生產(chǎn)操作方便，不需要進(jìn)行回火或調(diào)質(zhì)等熱處理工藝。使用領(lǐng)域包括工程機(jī)械，特種汽車、保險(xiǎn)柜等用結(jié)構(gòu)件、集裝箱行業(yè)等。為達(dá)到以上目的，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種高強(qiáng)度冷成型熱連軋鋼板，其化學(xué)成分如下Si:0.100.50wt%P《0.025wt%Nb:0.030.08wt%Mo:0.100.50wt%Ca:0.00100.0050wt%Al:0.010.05wt%余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。該高強(qiáng)度冷成型熱連軋鋼板生產(chǎn)方法的工藝流程包括鐵水深脫硫一轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉一爐外精煉一連鑄(機(jī)清)一熱裝熱送進(jìn)保溫坑一板還再加熱一控制軋制一控制冷卻一巻取一精整。板坯加熱溫度為1200。C以上，粗軋結(jié)束溫度10001050°C，終軋溫度850950°C，軋后釆用層流冷卻，冷卻速度515。C/s，巻取溫度550650°C?？梢愿鶕?jù)成品板厚度增加適當(dāng)降低終軋溫度和巻取溫度。本發(fā)明制造鋼具有如下優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明鋼采用微合金元素少，大生產(chǎn)操作方便，生產(chǎn)鋼板具有良好的綜合力學(xué)性能，屈服強(qiáng)度達(dá)到700MPa以上，可有效的減輕構(gòu)件重量，節(jié)約生C:0.050.10wt%Mm1.02.0wt%S《0.010wt%Ti:0.050.15wt%、、,成本,2.本發(fā)明鋼具有良好的焊接性能，通過合理的成分設(shè)計(jì)和焊接材料推薦，可以有效提高焊接效率，獲得良好的焊接接頭性能。3.本發(fā)明鋼的生產(chǎn)方法是采用控軋控冷的熱連軋工藝生產(chǎn)的，不需要對(duì)鋼板進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，故其生產(chǎn)成本較低。4.本發(fā)明鋼主要通過軋后的析出強(qiáng)化提高鋼材的強(qiáng)度，因此可以在較高的溫度下實(shí)現(xiàn)終軋，降低了材料的變形抗力，減小了軋機(jī)負(fù)荷，增大軋機(jī)產(chǎn)能。下表1中列出了發(fā)明鋼種與現(xiàn)有的對(duì)比專利鋼種的成分范圍、工藝制度及力學(xué)性能對(duì)比。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>具體實(shí)施方式按照本發(fā)明鋼化學(xué)成分要求，采用純凈鋼冶煉工藝，在煉鋼廠300噸轉(zhuǎn)爐進(jìn)行頂?shù)讖?fù)合吹煉，然后進(jìn)行爐外精煉，，獲得化學(xué)成分見表1，余量為Fe及不可避免的夾雜。將連鑄坯送至熱軋生產(chǎn)線，鋼坯加熱至120(TC以上，采用兩階段控軋和軋后水冷并巻取，粗軋結(jié)束溫度10001050°C，終軋溫度850950°C，軋后采用層流冷卻，冷卻速度515。C/s，巻取溫度550650°C，制得熱軋板，最終厚度分別為3.2mm、6mm，力學(xué)性能見表2。同時(shí)表2、表3中還將發(fā)明鋼與前述已申請(qǐng)專利的相關(guān)鋼種進(jìn)行了對(duì)比，其中對(duì)比1為前述2005年8月10日公布的CN1651589A專利"高強(qiáng)度易焊接時(shí)效硬化鋼及其生產(chǎn)方法"；對(duì)比2為2005年1月12日公布的CN1563486A"冷成型高強(qiáng)度焊接結(jié)構(gòu)鋼的生產(chǎn)方法";對(duì)比3為1979年2月27日公布的US4141761A專禾U"Highstrengthlowalloysteelcontainingcolumbiumandtitanium";對(duì)比4為2005年7月13日公布的CN1639371A"彎曲加工性優(yōu)良的耐候性高強(qiáng)度鋼板及其制造方法"表2不同厚度鋼板對(duì)應(yīng)的化學(xué)成分(重量百分比％)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表3發(fā)明鋼與相關(guān)專利對(duì)應(yīng)鋼種的力學(xué)性能對(duì)比<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>通過表2、表3的對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)比1和對(duì)比4的力學(xué)性能基本接近發(fā)明鋼種，其屈服強(qiáng)度可以達(dá)到700MPa以上，但從成分設(shè)計(jì)來看，對(duì)比l屮添加了大量的Cu、Cr、Ni等合金元素，這一方面增加了生產(chǎn)操作的復(fù)雜性，另外大量合金元素的加入使得碳當(dāng)量(CE)以及焊接裂紋敏感性指數(shù)(Pcm)卨達(dá)0.76和0.34，嚴(yán)重惡化了鋼板的焊接性能，不利于生產(chǎn)加工。對(duì)比4中除了Cu、Cr、Ni、V等合金元素外，還添加了B元素，而B在煉鋼生產(chǎn)過程中控制十分閑難，其收得率波動(dòng)很大，不利于生產(chǎn)操作。對(duì)比2和對(duì)比3成分相對(duì)簡(jiǎn)單，但其力學(xué)性與發(fā)明鋼種相差很大，尤其是屈服強(qiáng)度，僅能達(dá)到500600MPa級(jí)別。由此可見，本發(fā)明鋼通過添加少量的微合金元素，采用控軋控冷工藝可以穩(wěn)定的生產(chǎn)屈服強(qiáng)度700MPa以上，同時(shí)具有良好的冷成型性及悍接性能的鋼板。本發(fā)明的方法可廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)工程機(jī)械、集裝箱行業(yè)等領(lǐng)域所要求的高強(qiáng)度冷成型用焊接結(jié)構(gòu)鋼。權(quán)利要求1.一種高強(qiáng)度冷成型熱連軋鋼板，其特征在于C0.05～0.10wt％Si0.10～0.50wt％Mn1.0～2.0wt％P≤0.025wt％S≤0.010wt％Nb0.03～0.08wt％Ti0.05～0.15wt％Mo0.10～0.50wt％Ca0.0010～0.0050wt％Al0.01～0.05wt％余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。2.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度冷成型熱連軋鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在丁-:工藝流程包括鐵水深脫硫一轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉一爐外精煉一連鑄(機(jī)清)—熱裝熱送進(jìn)保溫坑一板坯再加熱一控制軋制一控制冷卻一巻取一精整。3.如權(quán)利要求2所述的高強(qiáng)度冷成型熱連軋鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于板坯加熱溫度為120(TC以上，粗軋結(jié)束溫度1000105(TC，終軋溫度850950°C，軋后采用層流冷卻，冷卻速度515"C/s，巻取溫度55065(TC。4.如權(quán)利要求2或3所述的高強(qiáng)度冷成型熱連軋鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于根據(jù)成品板厚度增加適當(dāng)降低終軋溫度和巻取溫度。全文摘要本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度冷成型熱連軋鋼板及其生產(chǎn)方法。其化學(xué)成分如下C0.05～0.10wt％，Si0.10～0.50wt％，Mn1.0～2.0wt％，P≤0.025wt％，S≤0.010wt％，Nb0.03～0.08wt％，Ti0.05～0.15wt％，Mo0.10～0.50wt％，Ca0.0010～0.0050wt％，Al0.01～0.05wt％，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。其工藝流程包括鐵水深脫硫→轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉→爐外精煉→連鑄(機(jī)清)→熱裝熱送進(jìn)保溫坑→板坯再加熱→控制軋制→控制冷卻→卷取→精整。本發(fā)明高強(qiáng)度冷成型熱軋連鋼板，屈服強(qiáng)度達(dá)到700MPa，具有優(yōu)良的力學(xué)性能和良好的焊接、冷彎等加工性能，同時(shí)在鋼板生產(chǎn)過程中合金元素加入少，生產(chǎn)成本低，大生產(chǎn)操作方便，不需要進(jìn)行回火或調(diào)質(zhì)等熱處理工藝。使用領(lǐng)域包括工程機(jī)械，特種汽車、保險(xiǎn)柜等用結(jié)構(gòu)件、集裝箱行業(yè)等。文檔編號(hào)C22C38/14GK101153371SQ20061011656公開日2008年4月2日申請(qǐng)日期2006年9月27日優(yōu)先權(quán)日2006年9月27日發(fā)明者屈朝霞,李自剛,楊阿娜,溫東輝申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司