[发明专利]一种利用控轧控冷方法生产的贝氏体薄钢板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金行业单轧钢板轧制工艺领域，特别涉及一种利用控轧控冷方法生产的贝氏体薄钢板及其制备方法。 

背景技术

根据组织形貌的不同，钢的种类一般分为珠光体型、贝氏体型、马氏体型及其复相组织构成的多相型。其中，贝氏体钢是最具开发和应用前景的钢类，它在强度提高的同时保持了高韧性、优良的焊接性能、冷成型性、耐腐蚀性及其它应用性能。生产中，屈服强度460~620MPa级别的钢主要采用贝氏体型组织，主要应用于原材料开采、能源开发、交通运输、农田水利建设、城乡建设等经济建设各个领域，已成为最为重要的结构材料，其中薄规格（厚度≤20mm）钢板市场需求量很大。 

目前，在单张轧制的高强钢生产中，已经实现通过控轧控冷（TMCP）工艺代替传统的调质工艺进行实施，从而降低生产成本、减少能源消耗、提高生产效率，其不足在于为达到贝氏体组织控制目标，一般对生产过程中各工艺参数，如加热温度、各阶段轧制温度、压下率及轧后冷却参数等均有较严格的要求，工艺控制困难，尤其对于薄规格宽板幅钢板，在现有给定工艺参数范围内难以根据生产实际情况调整工艺以满足钢板板形要求，因此薄规格（10-20mm）宽板幅钢板（成品宽度为≥0.85倍轧机公称宽度）钢板的不平度超标是影响此类钢板生产的最大的因素。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术及产品质量水平的不足，从市场需求的角度出发，提供一种利用控轧控冷方法生产的贝氏体薄钢板及其制备方法。 

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案： 

一种利用控轧控冷技术生产的贝氏体薄钢板，其特征在于：其化学成分按重量百分比计含量为：C：0.02~0.08%、Si：0.25~0.55%、Mn：1.65~1.85%、P：≤0.015%、S：≤0.008%、Nb+Ti：0.05~0.08%、Mo+Cr：0.30~0.50%、Als：0.015~0.05%，其余为Fe和微量杂质元素，且C+Si/30+(Mn+Cr)/20+Mo/15≤0.25。

按上述方案，所述的贝氏体薄钢板厚度规格范围为10~20mm，成品宽度≥0.85倍轧机公称宽度，不平度≤6mm/m。 

一种利用控轧控冷技术生产的贝氏体薄钢板的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤： 

（1）按预定成分冶炼，得到连铸坯；

（2）轧制：

将连铸坯于1180℃～1240℃均热处理，然后在轧机上进行两阶段控制轧制，所述第一阶段的开轧温度≥1070℃，在保证轧制板形前提下尽可能采用大压下量轧制；第二阶段开轧温度950℃～980℃，终轧温度≥850℃，轧制道次控制在6~8道次，每道次压下率不小于15%，且最后一道次采用压下量为1~2mm轻压；

（3）加速冷却：

采用Mulpic加速冷却，所述终冷温度控制在400℃～450℃，冷却速率10～20℃/s，上下集管水比为1：1.2~1.8；

（4）余热自回火和矫直工艺：

加速冷却完成后且对钢板进行矫直前，将前述处理而得的钢板在辊道上摆动80~120s，以进行余热自回火，然后根据钢板板形情况进行小压下量多道次矫直，至矫平为止。

按上述方案，所述轧制工艺中第一阶段的累积压下率≥35%，轧制后的中间坯厚度为成品厚度的3-4倍。 

C、Mn是最有效的固溶强化元素，增加钢中Mn的含量将降低钢的相变温度，细化晶粒，当Mn的含量超过1.5%时，还具有促进钢贝氏体化的作用，并且钢中的贝氏体生产率随Mn的增加而提高，综合考虑焊接性能因素，因此本发明采用低碳高锰为基础的化学成分设计。 

Cr是中等碳化物形成元素，加热时溶入奥氏体的Cr强烈提高淬透性。钢中的Cr一部分置换铁形成合金渗碳体，提高其稳定性；一部分溶入贝氏体铁素体中，产生固溶强化，提高基体的强度和硬度。Cr不仅能使C曲线明显右移，而且使贝氏体和贝氏体转变区域分离，可显著推迟珠光体转变，使钢在较大冷速范围内获得贝氏体组织。 

Mo存在于钢的固溶体和碳化物中，有固溶强化作用，并可提高钢的贝氏体淬透性。Mo对珠光体转变有显著的推迟作用，而对贝氏体转变的影响较小，因而在相当大的冷速范围内可获得全部贝氏体组织。Cr和Mo同时加入钢中，强烈阻止多边形铁素体析出，对于获得全贝氏体组织效果更明显。从而保证了厚钢板在较宽冷速范围内获得均匀的贝氏体组织。