[发明专利]一种中碳非调质钢及其制备方法

说明书

本申请涉及一种中碳非调质钢及其制备工艺，属于钢铁生产技术领域。本申请通过限制Al、Nb、Ti的含量，精确控制V、N含量以及将Σ(Al+Nb+V+Ti)/N比值控制为6‑9之间，使钢中形成合适含量且弥散析出的Al、Nb、V、Ti等的碳化物、氮化物，从而可以细化晶粒，在确保钢材强韧性的同时，减少钢材的脆性开裂，提高表面质量。本申请通过制备过程多流程节点工艺的精确控制，可以减少中碳非调质钢的内部应力，减小裂纹敏感性。

技术领域

本申请涉及钢铁生产技术领域，尤其涉及一种中碳非调质钢及其制备方法。

背景技术

中碳非调质钢属于高强度钢，其在汽车等领域具有广泛的应用。现有技术中，对中碳非调质钢的关注侧重于其力学性能，例如为了提高中碳非调质钢的强韧性，往往在钢中添加一些固溶强化元素(Si、Mn等)及细化晶粒元素(如Al、V、Nb、Ti等)，通过固溶强化、细晶强化等方式提高钢的强度和韧性。但是，细晶元素与钢中的C、N元素结合，会大幅度提高钢的裂纹敏感性，导致钢的表面裂纹发生率要远高于常规钢材。此外，生产过程中，含N及V、Nb等细化晶粒元素的连铸坯加热温度过高或加热不均以及较低温度轧制等，容易产生较大的热应力或组织应力造成轧件表面出现裂纹，而表面的裂纹的出现将严重影响中碳非调质钢的应用。

目前，对于中碳非调质钢的表面裂纹缺陷的研究较少。因此，亟需开发一种新型的中碳非调质钢，并通过工艺的精确调控，减少中碳非调质钢的表面开裂现象。

发明内容

本申请的第一目的在于提供一种中碳非调质钢，使得该中碳非调质钢在保证足够的强韧性时，能够有效解决在加工过程中容易出现的表面开裂问题。

本申请提供一种中碳非调质钢，其化学成分按照质量百分比计为：C 0.37-0.44％、Si0.17-0.37％、Mn 0.85-1.30％、P≤0.015％、S 0.004-0.015％、Cr 0.11-0.19％、0＜Ti≤0.020％、0＜Nb≤0.020％、V 0.07-0.14％、0＜Al≤0.035％、Ni≤0.01％、N 0.012-0.018％，余量为Fe及不可避免的杂质，其中，Σ(Al+Nb+V+Ti)/N为6-9。

优选地，钢中Ti、Nb、V、Al、N的含量可以进一步为：0＜Ti≤0.005％、0＜Nb≤0.005％，V 0.07-0.10％，0＜Al＜0.015％、N 0.012-0.016％。

优选地，钢中的Mn含量进一步控制为1.15-1.25％。

在本申请的具体实施方式中，非调质钢的表面漏磁初检合格率为90％以上。

本申请的第二方面是提供一种中碳非调质钢的制备方法，其按前述的化学成分调制钢水，依次进行转炉冶炼、LF炉精炼、连铸以及轧制，连铸过程中，控制连铸方坯的尺寸为280-320mm×280-320mm。

在本申请的具体实施方式中，连铸过程中，二冷水的比水量控制在0.26±0.02L/kg。

在本申请的具体实施方式中，冷却水采用四段式控制，后两段的冷却水总量占总二冷却水量≤30％，第四段的冷却水量占总二冷却水量≤15％。

在本申请的具体实施方式中，连铸后的连铸坯入坑缓冷，入坑温度≥750℃，出坑温度＜200℃，且在坑时间≥96h。

在本申请的具体实施方式中，轧制时采用四段加热，分为预热段、一加热段、二加热段和均热段，控制二加热段温度和均热段温度为1220±20℃，二加热段和均热段的加热总时间为140-320min。

在本申请的具体实施方式中，所述轧制工艺中，在粗轧阶段，控制道次压下率，单道次≤15％；轧制过程中，将轧机冷却水控制在80±15m³/h。