具有良好板形的熱連軋橋殼鋼及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于熱連軋制造技術(shù)領(lǐng)域，具體是指具有良好板形的熱連軋橋殼鋼及其制 造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國(guó)內(nèi)重載汽車的發(fā)展，橋殼鋼的厚度和強(qiáng)度也在不斷增加，采用熱沖壓成形 工藝是解決沖壓設(shè)備功率過(guò)低的有效途徑，同時(shí)也可降低橋殼鋼開(kāi)裂傾向。為了提高加 熱效率，橋殼鋼生產(chǎn)企業(yè)普遍采用中頻感應(yīng)爐進(jìn)行加熱，而中頻感應(yīng)爐的爐膛高度普遍在 20mm，對(duì)14、16mm厚度的熱沖壓鋼板來(lái)說(shuō)，這就要求其具有良好的板形。原始板形良好的橋 殼鋼鋼板，在生產(chǎn)下料時(shí)會(huì)因殘余應(yīng)力分布不均發(fā)生變形而導(dǎo)致鋼板無(wú)法進(jìn)爐加熱，因此 國(guó)內(nèi)外熱沖壓橋殼鋼全部采用中厚板作為生產(chǎn)原料。然而中厚板產(chǎn)線單位生產(chǎn)效率率低、 產(chǎn)品成材率低，導(dǎo)致中厚板產(chǎn)品遠(yuǎn)高于熱連軋產(chǎn)品，因此生產(chǎn)具有良好板型的熱連軋鋼板 具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和廣闊的市場(chǎng)前景。
[0003] 目前，平整后的熱連軋橋殼鋼鋼板不平度基本能滿足< 3%。，但平整后帶鋼塑性應(yīng) 變（主要是縱向塑性應(yīng)變）沿寬度方向的不均勻分布，由于變形協(xié)調(diào)作用，在帶鋼內(nèi)部產(chǎn)生 不均勻的壓應(yīng)力，但其不足以引起帶鋼瓢曲變形，而在裁切加工后帶鋼縱向塑性應(yīng)變不變， 應(yīng)力重新分布，導(dǎo)致其發(fā)生整體屈曲變形，產(chǎn)生翹曲缺陷。瓢曲后的鋼板無(wú)法進(jìn)入中頻感應(yīng) 爐等加熱設(shè)備，影響生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的就是要提供一種具有良好板形的熱連軋橋殼鋼及其制造方法，該鋼 的綜合力學(xué)性能良好，能滿足不平度< 3mm/m的技術(shù)要求，其制備方法操作簡(jiǎn)單，節(jié)約能 源，產(chǎn)品性能穩(wěn)定。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具有良好板形的熱連軋橋殼鋼，其化學(xué)成分按重量 百分比計(jì)為：C:0? 12 ~0? 20 %;Si:0? 20 ~0? 60 %;Mn:1. 20 ~1. 60 %;P彡 0? 015 % ; S< 0. 010%;Ti:0. 005~0. 02%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0006] 進(jìn)一步優(yōu)選的，該鋼的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為：C:0. 15~0. 18%;Si:0. 35~ 0? 55%;Mn:1. 35 ~1. 50%;P彡 0? 015%;S彡 0? 010%;Ti:0? 010 ~0? 015%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0007] 本發(fā)明的具有良好板形的熱連軋橋殼鋼的制造方法，按通常純凈鋼工藝進(jìn)行，包 括鋼水冶煉、澆鑄鋼坯、板坯加熱、熱連軋、層流冷卻處理、卷取的步驟，其特殊之處在于：
[0008] 所述加熱溫度為1180~1240°C，粗軋出口溫度為1020~1080°C，終軋溫度為 820~860°C，精軋前鋼坯在保溫罩內(nèi)保溫，保溫溫度為980~1040°C，保溫時(shí)間為40~ 60s，卷取溫度為560~600°C。
[0009] 優(yōu)選的，所述熱連軋時(shí)，采用微邊浪趨勢(shì)軋制，帶鋼凸度按110~120ym控制。
[0010] 進(jìn)一步的，層流冷卻段采用前段冷卻，冷卻方式為間斷式，上下水比為1 : 1.8~ 2. 7,冷卻速率8~10°C/s。
[0011] 本發(fā)明具有良好板形的熱連軋橋殼鋼組分含量控制原理和制造方法中各工藝要 點(diǎn)作用機(jī)理如下：
[0012] 本發(fā)明具有良好板形的熱連軋橋殼鋼成分設(shè)計(jì)是采用中碳-硅_錳成分，充分利 用這些元素的固溶強(qiáng)化作用，確保熱沖壓橋殼鋼在高溫加熱時(shí)仍能保持強(qiáng)度不變，同時(shí)進(jìn) 行微鈦處理，不但可提高焊接性能，還能防止高鈦鋼中存在的方形TiN造成的疲勞性能下 降。
[0013] 為了得到良好的力學(xué)性能，特別是板型，將在軋鋼溫度、目標(biāo)凸度、層流冷卻等方 面進(jìn)行控制。其制造過(guò)程中，精軋前鋼坯在保溫罩內(nèi)保溫處理，加蓋保溫罩目的是防止帶鋼 頭、尾溫差過(guò)大。試驗(yàn)證明，采用保溫罩工藝，可使鋼坯頭尾溫差由80°C降低至40°C，40°C 的溫差可由精軋過(guò)程中升速軋制產(chǎn)生的熱能彌補(bǔ)，從而保證終軋過(guò)程溫度均勻一致。同時(shí) 加蓋保溫罩，也可防止帶鋼邊部溫降過(guò)大。
[0014] 由于層流冷卻過(guò)程中冷卻水在帶鋼寬度方向上停留的時(shí)間不同，帶鋼邊部溫降往 往最大。若精軋前鋼坯邊部溫度已過(guò)低，導(dǎo)致最終帶鋼寬度方向上溫度的巨大波動(dòng)，產(chǎn)生的 巨大熱應(yīng)力引起板面殘余應(yīng)力不均勻。
[0015] 所述熱連軋時(shí)，通過(guò)加大F7彎輥力的邊浪趨勢(shì)軋制，帶鋼凸度按110~120ym控 制，可使帶鋼邊部的延伸在軋制狀態(tài)下較大，帶鋼為保持一致，邊部將受到壓應(yīng)力。
[0016] 帶鋼在層流冷卻時(shí)，邊部溫度較中部低，因熱脹冷縮的關(guān)系，邊部將受到拉應(yīng)力。 當(dāng)凸度控制在120ym時(shí)，可使軋制邊部受到的壓應(yīng)力在層冷時(shí)受到的拉應(yīng)力相當(dāng)，從而互 相抵消，來(lái)保證整個(gè)板面殘余應(yīng)力的均勻性。層流冷卻時(shí)采用前段冷卻方式，確保在較低的 冷卻速率下，仍能得到一定數(shù)量的珠光體，滿足強(qiáng)度的要求。采用間斷式的冷卻方式，一是 為了得到8~10°C/s的冷卻速率，避免因冷速過(guò)快而產(chǎn)生的巨大熱應(yīng)力；二是使鋼板在層 流冷卻水的冷卻下，能夠返紅，均勻板面溫度。同時(shí)充分考慮上下板面層流冷卻速率的不 同，適當(dāng)加大下層層流冷卻水，使上下水比為1 : 1.8~2.7,從而保證帶鋼在層流冷卻過(guò)程 中基本保持上下板面溫度均勻一致，不但可減低熱應(yīng)力，還可使上下板面組織均勻一致，從 而降低組織應(yīng)力引起的殘余應(yīng)力。
[0017] 本發(fā)明的制造方法，通過(guò)上述工藝控制，可使帶鋼的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力降至最小。 在鋼板切割分條后，其殘余應(yīng)力還不足以引起鋼板變形瓢曲，從而保持良好的板形。采用本 發(fā)明專利，可使熱沖壓橋殼鋼鋼板滿足R&彡345MPa，RmS510~610MPa，A彡24%的要求， 熱沖壓橋殼鋼的板形不平度滿足< 3mm/m的要求，使合格率由不足10%提高至90%，基本 滿足了熱沖壓橋殼鋼工藝要求。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明具有良好板形的熱連軋橋殼鋼及其制造方法作進(jìn) 一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0019] 按本發(fā)明鋼成分設(shè)計(jì)要求，冶煉爐號(hào)實(shí)例A、B、C三組鋼，具體化學(xué)成分見(jiàn)表1。
[0020] 表1本發(fā)明實(shí)例的化學(xué)成分（wt% )
[0021]
[0022] 爐號(hào)實(shí)例A、B、C三組鋼分別軋成鋼卷實(shí)例1~6,其中對(duì)比例7由爐號(hào)實(shí)例C軋 制而成，對(duì)比例7采取傳統(tǒng)的軋制工藝，所有的鋼卷均軋成寬度規(guī)格為1500mm的成品。具 體軋鋼工藝見(jiàn)表2。
[0023] 表2本發(fā)明實(shí)例與對(duì)比例的工藝對(duì)比
[0025] 對(duì)鋼卷采用相同的工藝精整，并采用等離子切割進(jìn)行分條，鋼板寬300mm，長(zhǎng) 1000mm，沿軋制方向分5條，分別對(duì)其不平度進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果如表3所示。
[0026] 表3本發(fā)明實(shí)例與對(duì)比例的板形不平度對(duì)比
[0028] 由表3可知，原始板形的區(qū)別不大，但切割下料后，采用傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的鋼板瓢曲 非常嚴(yán)重，而采用本發(fā)明專利生產(chǎn)的鋼板，由于殘余應(yīng)力得到了均勻分布，其板形瓢曲與原 始板形相比區(qū)別不大，滿足了不平度< 3mm/m的要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種具有良好板形的熱連軋橋殼鋼，其特征在于，該鋼的化學(xué)成分按重量百分比計(jì) 為：C :0? 12 ~0? 20% ;Si :0? 20 ~0? 60% ;Mn :1. 20 ~1. 60% ;P 彡 0? 015% ;S 彡 0? 010% ; Ti :0. 005~0. 02%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述具有良好板形的熱連軋橋殼鋼，其特征在于：該鋼的化學(xué)成分 按重量百分比計(jì)為：C :0? 15 ~0? 18%;Si :0? 35 ~0? 55%;Mn :1. 35 ~I. 50%;P 彡 0? 015%; S彡0. 010% ;Ti :0. 010~0. 015%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。3. -種權(quán)利要求1所述具有良好板形的熱連軋橋殼鋼的制造方法，按通常純凈鋼工 藝進(jìn)行，包括鋼水冶煉、澆鑄鋼坯、板坯加熱、熱連軋、層流冷卻處理、卷取的步驟，其特征在 于： 所述加熱溫度為1180~1240°C，粗軋出口溫度為1020~1080°C，終軋溫度為820~ 860°C，精軋前鋼坯在保溫罩內(nèi)保溫，保溫溫度為980~1040°C，保溫時(shí)間為40~60s，卷取 溫度為560~600 °C。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述具有良好板形的熱連軋橋殼鋼的制造方法，其特征在于：所述 熱連軋時(shí)，采用微邊浪趨勢(shì)軋制，帶鋼凸度按110~120 ym控制。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述具有良好板形的熱連軋橋殼鋼的制造方法，其特征在于：層 流冷卻處理采用前段冷卻，冷卻方式為間斷式，上下水比為1 : 1.8~2. 7,冷卻速率8~ KTC /s 〇
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種具有良好板形的熱連軋橋殼鋼及其制造方法，該鋼的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為：C：0.12～0.20％；Si：0.20～0.60％；Mn：1.20～1.60％；P≤0.015％；S≤0.010％；Ti：0.005～0.02％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。該鋼的制造方法，包括鋼水冶煉、澆鑄鋼坯、板坯加熱、熱連軋、層流冷卻處理、卷取的步驟，其中，加熱溫度為1180～1240℃，粗軋出口溫度為1020～1080℃，終軋溫度為820～860℃，精軋前鋼坯在保溫罩內(nèi)保溫，保溫溫度為980～1040℃，保溫時(shí)間為40～60s，卷取溫度為560～600℃。該鋼的綜合力學(xué)性能良好，能滿足不平度≤3mm/m的技術(shù)要求，其制備方法操作簡(jiǎn)單，節(jié)約能源，產(chǎn)品性能穩(wěn)定。
【IPC分類】B21B37/28, C22C38/14, B21B1/26
【公開(kāi)號(hào)】CN104962812
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510419111
【發(fā)明人】梁文, 劉永前, 彭濤, 馬珩皞, 王孟, 王立新, 周銀波, 汪水澤, 周祖安
【申請(qǐng)人】武漢鋼鐵(集團(tuán))公司
【公開(kāi)日】2015年10月7日
【申請(qǐng)日】2015年7月16日