[发明专利]一种基于薄带连铸的抗拉强度≥1500MPa的低密度钢的生产方法

说明书

本发明涉及一种基于薄带连铸的抗拉强度≥1500MPa的低密度钢的生产方法及相应的低密度钢。钢水的化学成分为：C：0.6％‑1.5％，Mn：16％‑25％，Al：6％‑12％，V：0.01％‑0.25％，Nb：0.01％‑0.25％。本发明的生产方法包括步骤：(1)冶炼钢水；(2)将成分合格的钢水经一对相向旋转的铜铸辊连铸成厚度为1.4‑2.5mm的铸带；(3)铸带在线热轧，热轧压下量为20％‑50％，钢带轧后温度为850‑1050℃；(4)冷却及卷取，热轧钢带通过气雾冷却至600‑800℃，进行卷取。本发明能够获得屈服强度≥1300MPa、抗拉强度≥1500MPa、延伸率≥25％、密度为5.5‑7.0g/cm³的奥氏体钢。

技术领域

本发明属于合金钢技术领域，尤其涉及一种基于薄带连铸的抗拉强度≥1500MPa的低密度钢的生产方法。

背景技术

迄今为止，人们就一直寻求金属材料“轻量、强度、韧性”三大指标的平衡。不过，强度和韧性始终是相互排斥的，通常难以在获得高强度的同时仍然保证良好的塑性。因此，亟需一种具有高强度的同时又能保证高塑性的低密度钢板。

与传统的普通高强度钢相比，先进的高强度钢最大的优势在于，保证力学性能的同时、减轻板材构件的厚度和重量，还具有良好的成型性、防撞凹性、抗疲劳性能、较高的加工硬化率，这些优势使得其在各行各业显示良好的应用前景。

Fe-Mn-C-Al系列低密度钢是一种典型的低密度钢，其广泛应用于汽车、船舶制造行业等领域，通过降低重量，可以降低能源消耗、减少尾气排放，符合我国的“碳达峰”和“碳中和”的绿色发展理念。

目前Fe-Mn-C-Al系列低密度钢主要通过传统的热轧、热轧后退火、酸洗、冷轧、冷轧后退火的生产工艺流程进行制备，工艺复杂，成本较大，生产难度较大。

专利文献CN104928568A公开了一种抗拉强度≥800MPa、延伸率≥25％、密度≤7.5kg/m³的铁素体低密度高强度钢，其特点是该合金钢的化学组成成分重量百分比(wt％)为：C：0.05-0.4％，Mn：4.0-12％，Al：3.0-7.0％，在这基础上加入了V、Ti、Nb、V等微合金元素中的一种或者一种以上通过析出强化提高强度。

专利文献CN104711494A公开了一种高强度高塑性的NiAl强化低密度钢，其特点是该合金钢的化学组成成分重量百分比(wt％)为：C：0.5-1.5％，Mn：10-30％，Al：5-12％，Ni：5-15％，抗拉强度达到1350MPa以上，延伸率达到10％以上。

专利文献CN108486492B公开了一种具有高强度高塑性低密度钢板的制造方法，其特点是该合金钢的化学组成成分重量百分比(wt％)为：C：0.7-1％，Mn：13-20％，Al：8-11％，Ni：1-4％，Si＜0.1％，S＜0.01％，P＜0.01％，且加入微合金元素Ti：0-0.1％、Nb：0-0.1％、V：0-0.15％，通过热轧、酸洗后冷轧，再通过热处理的方式获得了抗拉强度为1200MPa、延伸率为25％的钢板。

专利文献CN108779528B专利公开了具有高延展性、低密度高强度奥氏体钢带，其特点是该合金钢的化学组成成分重量百分比(wt％)为C：0.65-0.9％，Mn：5.0-20％，Al：5.5-11％，0＜Si≤0.15％，0＜Cu≤0.34％，0＜Cr≤0.14％，同时加入V、Ti、Nb、V、Zr等微合金元素中的一种或者一种以上，该钢的抗拉强度≥800MPa、延伸率≥25％、密度≤7.3kg/m³。

前述专利公开的四种方法均采用的传统连轧工艺，工艺流程长、能耗高、机组设备多、基建成本高，生产综合成本高，并且由于合金元素高，连轧过程中容易产生偏析，轧制过程轧制力大，容易形成裂纹，生产难度大，对于高抗拉强度、高延伸率的薄钢带的生产难度更大。

发明内容