[发明专利]一种热轧高强度微合金化钢及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于微合金化钢技术领域。尤其涉及一种热轧高强度微合金化钢及其制备方法。

背景技术

微合金化钢综合性能优良，广泛用于桥梁建筑、汽车构件、石油管道、船舶等领域。微合金化钢主要通过热轧和热处理工艺生产，在普通碳锰钢基体化学成分中添加微量Nb、V、Ti等合金元素达到提升强度的目标。关于微合金化钢的生产制备方法，已公开的技术有：“一种微合金化钢及热处理方法”（CN 103122438 A）专利技术，采用热轧后高温固溶处理，之后快冷到一定温度等温转变，以及油淬+回火等热处理工艺制备微合金化钢，该工艺技术虽有其优点，但由于制备工艺复杂和生产流程长，不仅增加了生产周期，降低了生产效率，且其制备的微合金化钢中合金元素添加较多，增加了生产成本。“耐腐蚀性的微合金化钢和钢轨及其制备方法”（CN 104060187 A）专利技术，公开了一种微合金化钢成分：C为0.73~0.85 wt%，Mn为0.80~1.20 wt%，Si：0.30~0.90 wt%，Cr为0.20%~0.40%，Cu为0.30%~0.50%，Ni为Cu含量的1/2~2/3，P为0.03~0.05%，S为不大于0.025%，以下三种元素中的至少一种：V为0.04%~0.12%，Nb为0.02~0.06%，Re为0.005%~0.05%，其余为Fe及不可避免杂质。该技术亦虽有其优点，但由于上述钢种化学成分复杂，除了添加V、Nb常用合金元素外，还添加了Cr、Cu、Ni等合金元素，不仅成本较高，而且增加了冶炼难度，大量合金元素的存在还会给后续热加工处理增加难度。“一种钒钛微合金化热轧低碳贝氏体钢及其生产方法”（CN 103911552 A）专利技术，该技术采用传统热轧法制备了一种微合金化贝氏体钢，其化学成分不含微合金元素Nb，所制备出的钢种强度较低。

综上可以看出，目前生产微合金化钢，还存在钢种化学成分复杂使成本增加、生产工艺复杂、周期长等缺点。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种工艺简单、成本低廉和易于工业化生产的热轧高强度微合金化钢的制备方法，所制备的热轧高强度微合金化钢的力学性能优良。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：先将钢坯加热至1250~1300℃，再进行热轧，开轧温度大于1150℃，精轧出口温度为860~880℃；然后对轧后钢板以40~50℃/s的冷却速度冷却至650~680℃，再以5~10℃/s的冷却速度冷却至560~580℃，最后空冷至室温，制得热轧高强度微合金化钢。

所述钢坯的化学成分及其含量是：C为0.04~0.06 wt%，Si为0.30~0.45 wt%，Mn为1.70~1.85 wt%，Ti为0.15~0.20wt%，Nb为0.06~0.08 wt%，P<0.008 wt%，S<0.002 wt%，N<0.004 wt%，其余为Fe及不可避免的杂质。

由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有如下积极效果：

本发明所采用的钢种成分为普通微合金化钢的成分，以价格低廉的C、Si和Mn元素为主，添加少量的Ti和Nb元素，不含Cr和V等贵重金属，因此成本低廉。本发明采用的热轧工艺简单，易操作，不需要额外添加特殊设备，易于实现工业化生产；将钢坯加热到1250~1300℃，开轧温度大于1150℃，精轧出口温度为860~880℃，主要是控制热轧后钢板的冷却工艺，对热轧板进行分段冷却，不需要经过其他热处理。先以40~50℃/s的冷却速度快冷至650~680℃，缩短钢材在高温段的停留时间，控制快冷段终冷温度，减少铁素体、珠光体的高温转变，使相变温度以及析出温度尽可能降低，再以5~10℃/s慢冷至560~580℃，这期间将发生更多的低温转变以及低温析出，得到更多强塑性优良的贝氏体组织，提升钢材的综合性能，由于高温停留时间短，铌钛等合金元素会在慢冷段以碳氮化物形式大量析出，且析出温度低，合金元素扩散困难，不会出现析出长大现象，得到均匀分布的小尺寸析出，大大提升了钢材强度。本发明所制备的热轧高强度微合金化钢的抗拉强度为800~880MPa，屈服强度为680~730，延伸率为20.0~25.0%；而采用现有热轧及层流冷却工艺生产的相同成分钢材的抗拉强度为600~650MPa，故本发明制备的热轧高强度微合金化钢综合性能优良。

因此，本发明具有工艺简单、成本低廉和易于工业化生产的特点，所制备的热轧高强度微合金化钢力学性能优良。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步描述，并非对本发明保护范围的限制。