船內(nèi)板用高強(qiáng)鋼及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)鋼及其生產(chǎn)方法，特別涉及一種船內(nèi)板用高強(qiáng)鋼及其生產(chǎn)方法。主要解決現(xiàn)有船內(nèi)板用高強(qiáng)鋼多采用較多合金元素導(dǎo)致成本高以及低成本船內(nèi)板高強(qiáng)鋼屈服強(qiáng)度不能滿足需要等技術(shù)問(wèn)題。技術(shù)方案：一種船內(nèi)板用高強(qiáng)鋼，其特征是其化學(xué)成分按質(zhì)量百分比含有：碳：0.04?0.06%，硅：0.005?0.03%，錳：0.15?0.25%，磷彡0.016%，硫彡0.015%，硼：0.002?0.003%，鋁：0.025?0.05%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)元素。本發(fā)明鋼用于船內(nèi)板，屈服強(qiáng)度Rel為600?720MPa，抗拉強(qiáng)度Rm為620?750MPa，顯微組織為纖維狀鐵素體+珠光體+游離滲碳體。
【專利說(shuō)明】船內(nèi)板用高強(qiáng)鋼及其生產(chǎn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)鋼及其生產(chǎn)方法，特別涉及一種船內(nèi)板用高強(qiáng)鋼及其生產(chǎn)方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 船用鋼板是鋼鐵材料中的精品，為了滿足船用鋼板對(duì)高強(qiáng)度、可焊接性等綜合性 能的要求，目前，各生產(chǎn)企業(yè)在制造過(guò)程中，均向鋼中添加Nb、V、Ti等微合金強(qiáng)化元素，并 向鋼中加入一定量的Cr、Ni、Cu、Mo等元素的一種或多種，這樣大大增加了鋼的生產(chǎn)成本， 增加了企業(yè)的經(jīng)營(yíng)負(fù)擔(dān)。
[0003] 檢索發(fā)現(xiàn)，專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N201010281752. 1、名稱為"屈服強(qiáng)度550Mpa的超高 強(qiáng)船體及海洋平臺(tái)用鋼及其生產(chǎn)方法"的中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N屈服強(qiáng)度550Mpa的超 高強(qiáng)船體及海洋平臺(tái)用鋼及其生產(chǎn)方法，該船板鋼按重量百分比含有：CO. 04?0. 07%、 SiO. 3 ?0· 5%、MnL 45 ?L 60%、P 彡 0· 02%、S 彡 0· 005%、CrO. 25 ?0· 4%、NiO. 6 ? 0· 8%、Μ〇0· 2 ?0· 3%、V0. 04 ?0· 06%、Cu0. 6 ?0· 8%、AlsO. 015 ?0· 045%。該專利不 但含有較高的Si、Mn元素,還需向鋼中加入Cr、Mo、Ni、V、Cu等昂貴的合金元素,并且還需 嚴(yán)格控制鋼中的S元素含量，要求S < 0. 005 %，大大增加了生產(chǎn)難度，生產(chǎn)成本很高，生產(chǎn) 過(guò)程復(fù)雜。
[0004] 專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N200710192423. 8、名稱為"一種高強(qiáng)度船用鋼板及其生產(chǎn)方法" 的中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N高強(qiáng)度船用鋼板及其生產(chǎn)方法，該船板鋼按重量百分比含有： 碳：0· 05 ?0· 10%，硅：0· 30 ?0· 50%，錳：1· 20 ?L 60%，磷彡 0· 02%，硫彡 0· 010%， 鈮：0· 02 ?0· 05 %，鈦：0· 008 ?0· 02 %，鋁：0· 02 ?0· 06 %，鎳：0· 0 ?0· 40 %，鉻：0 ? 0· 70%，鑰：0?(λ 60%，銅：0?(λ 70%，釩：0· 0?(λ 05%，氮彡(λ 008%。該鋼仍然需加 入多種合金元素，成本較高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提供一種屈服強(qiáng)度為600-720 MPa 范圍內(nèi)的船內(nèi)板用高強(qiáng)鋼，同時(shí)給出其制造方法，主要解決現(xiàn)有船內(nèi)板用高強(qiáng)鋼多采用較 多合金元素導(dǎo)致成本高以及低成本船內(nèi)板高強(qiáng)鋼屈服強(qiáng)度不能滿足需要等技術(shù)問(wèn)題。本發(fā) 明的思路是采用一般碳素鋼成分，為降低合金成本采用低硅、低錳設(shè)計(jì)，采用鋁脫氧及作為 晶粒細(xì)化元素，并利用夾雜物形態(tài)控制、熱連軋控制冷卻及控制冷軋壓下率及退火溫度控 制技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，從而有助于保證本發(fā)明的鋼材屈服強(qiáng)度在規(guī)定的范圍內(nèi)，同時(shí)具有良好 的加工成型性能、良好的焊接性能、高性價(jià)比等優(yōu)良綜合性能，滿足船內(nèi)板用高強(qiáng)鋼的綜合 需求。
[0006] 為了達(dá)到以上目的， 申請(qǐng)人:通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)和不斷理論分析，設(shè)計(jì)出本發(fā)明的船 內(nèi)板用高強(qiáng)鋼化學(xué)成分，該發(fā)明鋼按質(zhì)量百分比含有：碳：〇. 04?0. 06%，硅：0. 005? 0· 03 %，錳：0· 15 ?0· 25 %，磷彡 0· 016 %，硫彡 0· 015 %，硼：0· 002 ?0· 003 %，鋁： 0. 025?0. 05%,余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)元素。
[0007] 在本發(fā)明的船內(nèi)板用高強(qiáng)鋼中，各元素成分確定的緣由如下：
[碳]:碳含量影響產(chǎn)品的強(qiáng)度、塑性、沖壓性能。碳含量高時(shí)，延伸率低，并且變形后形 成不均勻的變形區(qū)，在再結(jié)晶過(guò)程中，這些變形區(qū)促進(jìn)了隨機(jī)取向再結(jié)晶晶粒的形核，有利 織構(gòu){111}相應(yīng)減小，沖壓性能下降。碳含量低冷軋退火后不能滿足強(qiáng)度、硬度要求。根據(jù) 材料的強(qiáng)度要求，碳含量設(shè)計(jì)在〇. 04-0. 06%。
[0008] [硅]:較低的硅含量，一方面有利于產(chǎn)品后續(xù)的涂鍍性能，另一方面，產(chǎn)品已經(jīng)要 求較高的Al含量，不依賴Si元素脫氧。因此硅元素設(shè)計(jì)在0. 005-0. 03%。
[0009] [錳]:猛在鋼中的作用主要是強(qiáng)化和進(jìn)一步消除S的不利影響的作用，Mn的設(shè)計(jì) 范圍是 0. 15-0. 25%。
[0010][硫、磷]:硫、磷均是鋼中的有害元素，在鋼中均希望這兩種元素控制在較低的水 平，考慮到實(shí)際工藝控制能力及生產(chǎn)成本，S含量要求彡0. 015%，P彡0. 016%。
[0011] [鋁]:鋁在鋼中的作用非常重要，Al和N結(jié)合生成A1N，AlN是在退火過(guò)程中獲得 對(duì)冷拔性能有利的{111}織構(gòu)和餅形晶粒的關(guān)鍵因素，同時(shí)由于AlN對(duì)N原子的固定作用， 使冷軋板具有良好的抗時(shí)效性能，Alt含量要求0. 025-0. 05%。
[0012] [硼]:B可以細(xì)化晶粒，對(duì)鋼的焊接性能有利，并且可以降低船內(nèi)板用高強(qiáng)鋼生 產(chǎn)過(guò)程中裂紋的產(chǎn)生，提高成材率，B含量設(shè)定為0. 002-0. 003%。
[0013] 本發(fā)明船內(nèi)板用高強(qiáng)鋼的煉鋼生產(chǎn)方法采用鐵水預(yù)脫硫、轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉，RH 爐精煉，必須保證RH純脫氣時(shí)間大于8分鐘，連鑄采用低碳鋼保護(hù)渣，全程吹A(chǔ)r保護(hù)澆鑄， 獲得前述化學(xué)成分的船內(nèi)板用高強(qiáng)鋼板坯。其工藝步驟依次為：鐵水脫硫預(yù)處理、扒渣、轉(zhuǎn) 爐冶煉、RH爐精煉、連鑄。
[0014] 上述船內(nèi)板用高強(qiáng)鋼的熱軋工藝方法為，將上述成分要求的連鑄板坯加熱至 1070°C?IKKTC，熱軋分為兩段式軋制工藝，其中粗軋?jiān)谠俳Y(jié)晶溫度以上軋制，精軋?jiān)诜窃?結(jié)晶溫度區(qū)間軋制。粗軋階段為5道次連軋，精軋為7道次連軋，精軋結(jié)束溫度為890°C? 900°C。精軋階段壓縮比80?86%，精軋后，層流冷卻階段采用后段冷卻，卷取溫度為 570°C ?590°C。
[0015] 上述船內(nèi)板用高強(qiáng)鋼的冷軋工藝和退火工藝方法為，將上述成分并經(jīng)過(guò)熱軋的船 內(nèi)板用高強(qiáng)鋼熱軋鋼卷重新開卷經(jīng)過(guò)酸洗掉表面氧化鐵皮后，在5機(jī)架冷連軋機(jī)上進(jìn)行冷 車L，冷軋的壓下率為85?90%，經(jīng)過(guò)冷軋后的軋硬狀態(tài)的鋼帶經(jīng)過(guò)退火后得到厚度為0. 6? 1.5mm的成品冷軋鋼帶，退火工藝為，鋼帶在退火爐的均熱段的退火溫度范圍為530? 560°C，帶鋼在均熱段的時(shí)間為35?65s。
[0016] 本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明采用一般碳素鋼成分，為降低合金成本采用低硅、低 錳設(shè)計(jì)，采用鋁脫氧及作為晶粒細(xì)化元素，并利用夾雜物形態(tài)控制、熱連軋控制冷卻及控制 冷軋壓下率和退火溫度控制技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，使板卷的屈服強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定的范圍，同時(shí)具有 良好的加工成型性能、良好的焊接性能、高性價(jià)比等優(yōu)良綜合性能。
[0017] 在本發(fā)明的船內(nèi)板用高強(qiáng)鋼中，各工藝參數(shù)的理論依據(jù)是： 連鑄板坯加熱溫度：如果加熱溫度過(guò)高，鋼中的AlN和Ti (C、N)等第二相粒子發(fā)生溶 解后在熱軋卷取過(guò)程重新析出更加細(xì)小、彌散的析出物，則抑制了在隨后的冷軋、退火后晶 粒的再結(jié)晶長(zhǎng)大，使鋼板的再結(jié)晶溫度升高，不能適應(yīng)低的退火溫度。如果加熱溫度過(guò)低， 由于熱軋過(guò)程中的自然溫降，無(wú)法保證本發(fā)明要求的終軋溫度。連鑄板坯加熱溫度設(shè)定為 1070。。?1100。。。
[0018] 精軋結(jié)束溫度：終軋溫度需高于Ar3相變點(diǎn)，但終軋溫度不能太高，否則必須提高 連鑄板坯的加熱溫度，增加能耗。精軋結(jié)束溫度設(shè)定為890°C?900°C。
[0019] 卷取溫度：熱軋卷取溫度是影響機(jī)械性能的關(guān)鍵因素之一，因?yàn)榫砣囟扔绊懙?氮化物及碳化物的析出過(guò)程，特別是AlN的析出，本發(fā)明采用連續(xù)爐退火，退火溫度較低， 為了保證退火后的板卷具有一定的強(qiáng)度，將熱軋卷取溫度設(shè)計(jì)為570?590°C。
[0020] 冷軋壓下率：本發(fā)明在5機(jī)架冷連軋機(jī)上進(jìn)行冷軋，可以對(duì)帶鋼的張力進(jìn)行有效 地控制，冷軋壓下率設(shè)定為85?90%，通過(guò)較大的冷軋形變，可獲得板形較好、屈服強(qiáng)度高 的板卷。
[0021] 退火：為了使退火后的鋼卷具有較高的屈服強(qiáng)度，本發(fā)明通過(guò)多次試驗(yàn)，獲得了合 理的退火溫度，鋼帶在退火爐均熱段的退火溫度設(shè)定為530?560°C，帶鋼在均熱段的時(shí)間 設(shè)定為35?65s，通過(guò)退火既消除了鋼帶的殘余應(yīng)力，又獲得了希望的帶鋼強(qiáng)度。
[0022] 本發(fā)明船內(nèi)板用高強(qiáng)鋼具有以下特點(diǎn)： 1、 具有較高的強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度在600-720MPa范圍內(nèi)，板形較好，適合船內(nèi)板的應(yīng)用； 2、 具有良好的焊接及加工成型性能，保證船內(nèi)板用高強(qiáng)鋼的質(zhì)量穩(wěn)定，提高了產(chǎn)品的 使用性能，使焊接質(zhì)量得以較大改善； 3、 成分設(shè)計(jì)合理，不含貴重合金元素，采用控軋控冷工藝及合理退火溫度控制技術(shù)進(jìn) 行生產(chǎn)，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本較低，該技術(shù)可以較方便地推廣到其他相關(guān)企業(yè)； 本發(fā)明得到的船內(nèi)板用高強(qiáng)鋼經(jīng)過(guò)530?560°C，時(shí)間為35?65s均熱段的退火后，鋼 帶的力學(xué)性能為：屈服強(qiáng)度Rel為600?720MPa，抗拉強(qiáng)度Rm為620?750MPa，顯微組織 為纖維狀鐵素體+珠光體+游離滲碳體。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023] 圖1為本發(fā)明船內(nèi)板用高強(qiáng)鋼的金相顯微組織照片。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合實(shí)施例1-4對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，并與相近的發(fā)明專利進(jìn)行了對(duì)比分 析，對(duì)比專利專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N201210219005. 4、名稱為"一種正火型船板鋼及其生產(chǎn)方法"。
[0025] 實(shí)施例及對(duì)比專利化學(xué)成分控制見表1。
[0026] 表1實(shí)施例1-4化學(xué)成分（重量百分比％),余量為Fe及不可避免雜質(zhì)。

【權(quán)利要求】
1. 一種船內(nèi)板用高強(qiáng)鋼，其特征是其化學(xué)成分按質(zhì)量百分比含有：碳：〇. 04?0.06%， 硅：0· 005 ?0· 03 %，錳：0· 15 ?0· 25 %，磷彡 0· 016 %，硫彡 0· 015 %，硼：0· 002 ? 0. 003%，鋁：0. 025?0. 05%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)元素。
2. -種生產(chǎn)權(quán)利要求1所述船內(nèi)板用高強(qiáng)鋼的方法，包括鐵水脫硫預(yù)處理、扒渣、 轉(zhuǎn)爐冶煉、RH爐精煉、連鑄、熱軋、酸洗、冷軋和退火，其特征是：熱軋前連鑄板坯加熱至 1070°C?IKKTC，熱軋分為兩段式軋制工藝，其中粗軋?jiān)谠俳Y(jié)晶溫度以上軋制，精軋?jiān)?非再結(jié)晶溫度區(qū)間軋制；粗軋階段為5道次連軋，精軋為7道次連軋，精軋結(jié)束溫度為 890°C?900°C ;精軋階段壓縮比80?86%，精軋后，層流冷卻階段采用后段冷卻，卷取溫度 為570°C?590°C ;冷軋工藝和退火工藝方法為，將上述成分并經(jīng)過(guò)熱軋的船內(nèi)板用高強(qiáng)鋼 熱軋鋼卷重新開卷經(jīng)過(guò)酸洗掉表面氧化鐵皮后，在5機(jī)架冷連軋機(jī)上進(jìn)行冷軋，冷軋的壓 下率為85?90%，經(jīng)過(guò)冷軋后的軋硬狀態(tài)的鋼帶經(jīng)過(guò)退火后得到厚度為0. 6?I. 5mm的成 品冷軋鋼帶，退火工藝為，鋼帶在退火爐的均熱段的退火溫度范圍為530?560°C，帶鋼在 均熱段的時(shí)間為35?65s。
【文檔編號(hào)】C21D8/02GK104213016SQ201310204809
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2013年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月29日
【發(fā)明者】韓孝永 申請(qǐng)人:上海梅山鋼鐵股份有限公司