[发明专利]基于薄带铸轧的500~700MPa级经济型高强钢及其生产方法

说明书

本发明提供了基于薄带铸轧的500～700MPa级经济型高强钢及其生产方法，钢水成分包括C：0.01～0.04％，Mn：0.8～1.6％，Si：0.2～0.6％，Nb：0.02～0.05％，Cr：0～0.3％，Al：≤0.003％，P：≤0.02％，S：≤0.005％，余量为Fe及杂质元素。将成分合格的钢水经薄带连铸获得不大于2.5mm厚的铸带，铸带经一道次压下量为20～50％的热轧后，经气雾冷却系统冷却然后卷取获得薄带钢。轧机出口温度850～1000℃，气雾冷却段出口温度420～550℃，卷取温度280～450℃。本发明解决了传统热轧工艺在生产高强钢时，工艺流程长、合金元素添加量多、合金成本高，以及薄规格/超薄规格产品生产难度大的问题，低碳的成分设计也解决了传统高强钢碳含量较高，不利于焊接的问题。

技术领域

本发明属于钢铁生产技术领域，特别涉及基于薄带铸轧的500～700MPa 级经济型高强钢及其生产方法。

背景技术

汽车、工程机械、农用机械、钢结构等领域都具有轻量化、节能化的发展趋势，特别是在结构件、安全件及覆盖件等部位，对于薄规格、高强度/ 超高强度钢的需求日益增大。如混凝土泵车臂架，汽车起重机伸缩臂、履带式起重机拉板、大型农用机械驾驶室及料仓等，其关键部件已要求采用超高强度薄钢板进行制作，以减少自重、提高设备效率并降低能耗。在汽车领域，超高强度薄钢板已应用于车身骨架结构件和安全件。超高强度薄钢板的应用推动了装备轻量化与节能降耗，提高了其安全性，产生了显著的经济效益及社会效益。

现有普遍的高强钢生产工艺流程为：钢水冶炼→厚板坯(或薄板坯) 连铸→粗轧→热连轧→层流水冷却→卷取。而为达到所需要的高强度，需要添加较多的Nb、V、Ti、Mo等合金元素，这些元素价格较高，导致材料的合金成本上升。另外，高强钢一般在热轧之后，需要再进行冷轧，或者进行淬火+回火的调质处理，以获得需要的组织。因此现有高强钢的生产工艺流程存在生产流程长、制造工序多、能耗大、环境负荷大等问题。并且由于以传统热轧和以CSP为代表的薄板坯连铸连轧工艺在生产规格上的局限性，1.5mm及以下厚度规格的薄带钢的生产稳定性一直无法得到保证，而且生产成本较高。

薄带铸轧是一种新型的薄带钢生产方法，它是以两个旋转的冷却辊为结晶器，用液态金属直接生产薄带材的技术，是将快速凝固与轧制变形融为一体的短流程、近终形加工工艺。整个产线长度从液态钢水到固态钢卷仅有 50m左右，省去了传统热连轧的加热炉、多道次粗轧等工序，多机架精轧也精简为只有一个机架，同时冷却段也大大缩短。双辊薄带连铸技术以其生产流程短、工序少、能耗低以及排放少的特点，在应用到薄规格高强钢生产时具有无可比拟的优越性。特别的是，在双辊薄带连铸亚快速凝固条件下可以获得晶粒细小的铸态组织，同时在后续的气雾冷却阶段，在高压水的作用下快速冷却，形成不规则的针状铁素体、以及棒状贝氏体等具有较高基体强度的显微组织。相对于传统工艺生产的高强钢，可以在很少的合金元素加入量下(仅需少量的Nb，可省去V、Ti、Mo等元素的添加)获得相对较高的强度，大幅降低合金成本。同时双辊薄带连铸技术生产的高强钢，可采用很低的碳含量(C含量可低至0.01％)，可大幅改善传统工艺生产的高强钢(C含量一般为0.12％～0.2％)焊接性能不利的问题。

为了实现节能环保，以及减少贵重合金元素消耗、降低生产成本，同时大幅提高焊接性能，本发明提出了一种基于薄带铸轧的500～700MPa级经济型高强钢及其生产方法。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种基于薄带铸轧的500～700MPa级经济型高强钢及其生产方法，以解决常规工艺生产高强钢工艺流程长、工序多、合金消耗多的问题，并提高其焊接性能。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

本发明基于薄带铸轧的500～700MPa级经济型高强钢及其生产方法，其化学成分按质量百分比包括：C：0.01～0.04％，Mn：0.8～1.6％，Si：0.2～0.6％， Cr：0～0.3％，Nb：0.02～0.05％，Al：≤0.003％，P：≤0.02％且大于0，S：≤0.005％且大于0，余量为Fe及杂质元素。