本發(fā)明屬于鋼鐵冶金，具體涉及一種極薄規(guī)格超高強(qiáng)鋼的板形控制方法。

背景技術(shù)：

1、極薄規(guī)格超高強(qiáng)鋼是未來實(shí)現(xiàn)機(jī)械重工行業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色化、輕量化發(fā)展的必然選擇，厚度h≤4mm，rel≥800mpa的超高強(qiáng)鋼屬于行業(yè)共性技術(shù)難題。一方面由于超高強(qiáng)鋼以馬氏體基體為主，需要進(jìn)行淬火處理；另一方面，由于規(guī)格極薄導(dǎo)致其板形極易瓢曲。當(dāng)前世界主流企業(yè)主要是對單張鋼板采用離線淬火+回火方法進(jìn)行生產(chǎn)，該方法雖然獲得成功但是需要二次加熱成本高，且淬火后板形不良，僅能達(dá)到5/1000的水平，最薄規(guī)格為3mm，對于市場的更薄需求或者高板形要求(不平度≤3/1000)的用戶無法滿足。

2、中國發(fā)明專利cn115558744a公開了一種薄規(guī)格、高強(qiáng)韌鋼板的在線淬火方法，但是該發(fā)明主要是針對5～16mm規(guī)格高強(qiáng)、高韌性鋼板，不適用于極薄規(guī)格超高強(qiáng)鋼。中國發(fā)明專利cn116065014a公開了一種1～4mm高強(qiáng)鋼板輥壓式氣淬方法，以壓縮空氣為介質(zhì)進(jìn)行冷卻方式進(jìn)行淬火處理，通過不同輥道輥縫差異化設(shè)定實(shí)現(xiàn)約束淬火，改善了極薄高強(qiáng)鋼板淬火板形問題。中國發(fā)明專利cn110983027a公開了一種薄規(guī)格淬火鋼板的板形控制方法，適用于厚度2～8mm的淬火型鋼板，在淬火過程中引入氬氣/水霧化淬火工藝，淬火后可以將鋼板不平度控制在3mm/m以內(nèi)。這兩個(gè)發(fā)明均是采用離線單張熱處理的方式進(jìn)行輥壓式淬火，淬火介質(zhì)分別為壓縮空氣與汽霧，這種兩種方式仍然需要二次加熱，且壓縮空氣換熱能力弱，冷卻速率較低，產(chǎn)品性能無法保證；而氬氣+水霧化淬火方式，淬火均勻性不良，板形及性能波動(dòng)大。

3、因此急需新的制造工藝，解決極薄規(guī)格超高強(qiáng)鋼板形不良的難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種極薄規(guī)格超高強(qiáng)鋼的板形控制方法，該方法應(yīng)用軋后快冷水系統(tǒng)進(jìn)行在線淬火，不需要二次離線后再加熱處理，鋼板性能均勻性顯著提升，能將厚度2～4mm極薄規(guī)格超高強(qiáng)鋼的不平度控制在3/1000以下。

2、為解決本發(fā)明所提出的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種極薄規(guī)格超高強(qiáng)鋼的板形控制方法，其工藝流程包括：冶煉鑄坯→鑄坯加熱→粗軋→精軋→在線淬火→卷取→罩退→平整→橫切→回火→矯直。

3、上述方案中，所述極薄規(guī)格超高強(qiáng)鋼的化學(xué)成分按質(zhì)量百分含量計(jì)包括：c：0.10～0.20％，si：0.10～0.30％，mn：1.0～1.5％，nb：0.010～0.030％，ti：0.01％～0.02％，b：0.001～0.005％，cr：0.25～0.50％，mo：0.35～0.50％，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。

4、上述方案中，所述極薄規(guī)格超高強(qiáng)鋼的厚度為2～4mm，屈服強(qiáng)度rel≥800mpa，抗拉強(qiáng)度rm≥900mpa。

5、上述方案中，所述極薄規(guī)格超高強(qiáng)鋼的金相組織為板條馬氏體，馬氏體板條束寬度為10～15μm。

6、上述方案中，所述鑄坯加熱的溫度為1280～1320℃，加熱時(shí)間≥170min。

7、上述方案中，所述粗軋所得中間坯的厚度為35～38mm。

8、上述方案中，所述粗軋采用五道次軋制，其中1、2、5道次開啟除鱗。

9、上述方案中，所述精軋采用七機(jī)架精軋機(jī)組軋制，終軋溫度為900～950℃。

10、上述方案中，所述精軋機(jī)組的f1～f4機(jī)架間開啟冷卻水，f4～f7機(jī)架間關(guān)閉冷卻水。

11、上述方案中，所述精軋機(jī)組的f7機(jī)架采用微中浪工藝軋制，f7機(jī)架出口板形微中浪平直度為60～100iu。

12、上述方案中，所述精軋所得帶鋼使用兩段式水冷進(jìn)行在線淬火；其中，第一段水冷采用稀疏冷卻，冷卻速度控制在10～15℃/s，冷卻至500～550℃；第二段水冷的冷卻速度為40～45℃/s，冷卻至≤200℃。

13、進(jìn)一步地，所述兩段式水冷對帶鋼上下表面冷卻水量比進(jìn)行不同的設(shè)置，第一段水冷的上下水比為1.05～1.20，第二段水冷的上下水比為3.5～4.0。

14、進(jìn)一步地，第二段水冷時(shí)，以每一組冷卻單元為控制單元，開啟操作側(cè)、傳動(dòng)側(cè)對向強(qiáng)力側(cè)噴裝置，噴射高壓水對帶鋼上表面的冷卻水流進(jìn)行清掃，以提升上表面橫向冷卻均勻性。

15、上述方案中，所述罩退的加熱溫度為560～600℃，保溫時(shí)間8～10h。

16、上述方案中，所述平整采用高強(qiáng)平整線，平整壓力≥1200t，平整速度≤50m/min。

17、上述方案中，所述回火的保溫溫度為560～580℃，保溫時(shí)間20～30min。

18、上述方案中，所述矯直的矯直力≥2500kn，成品板形不平度≤3/1000。

19、本發(fā)明基于以下設(shè)計(jì)構(gòu)思：

20、本發(fā)明針對2～4mm以下極薄規(guī)格超高強(qiáng)鋼的制造，這個(gè)規(guī)格在國內(nèi)目前僅有極少數(shù)企業(yè)可以生產(chǎn)，并且全部都是采用離線淬火熱處理方式，本發(fā)明則主要是采用在線淬火方式生產(chǎn)，針對極薄規(guī)格超高強(qiáng)鋼的雙邊浪問題，采取了從軋制→在線淬火→精整的全流程創(chuàng)新型工藝控制手段。首先，在軋制時(shí)通過軋制過程的微中浪補(bǔ)償彌補(bǔ)冷卻過程造成的雙邊浪，其次通過兩段式淬火冷卻工藝控制路徑以及前段弱冷+后段強(qiáng)冷的工藝方法，在保證產(chǎn)品相變組織不變的情況下，冷卻不均勻性問題大幅降低，獲得優(yōu)異的原始板形。此外，針對該類極薄規(guī)格超高強(qiáng)鋼特性，創(chuàng)新性提出了先通過罩退進(jìn)行內(nèi)應(yīng)力消除和強(qiáng)度軟化，再通過高強(qiáng)平整線的作用，將帶鋼進(jìn)行平整以保證帶鋼板形的良好狀態(tài)。

21、為了解決極薄規(guī)格高強(qiáng)鋼在線淬火過程中沿板寬方向冷卻的不均勻性導(dǎo)致的雙邊浪問題，結(jié)合本產(chǎn)品的成分體系設(shè)定了在線淬火過程分溫度區(qū)間的變冷卻速度控制方法，該方法為本發(fā)明的核心創(chuàng)新點(diǎn)。根據(jù)冷卻水與高溫鋼板接觸過程的換熱規(guī)律，本發(fā)明采用第一段冷速10～15℃/s，冷卻至500～550℃的設(shè)置，主要是在該停冷溫度區(qū)間可以保證冷卻過程中為穩(wěn)定的膜沸騰換熱，換熱均勻性大大提高，同時(shí)該成分體系下500～550℃材料的顯微組織仍保持為過冷奧氏體狀態(tài)，保證了成品鋼板的組織形態(tài)所必須的停冷溫度區(qū)間。冷速高于該范圍換熱效率過高，冷卻均勻性不佳，冷速低于該范圍則無法保證材料的奧氏體狀態(tài)。停冷溫度低于該溫度區(qū)間材料會(huì)提前相變，成品組織無法達(dá)到要求，停冷溫度高于該溫度區(qū)間則造成第二段冷卻速度過大，冷卻不均勻性增加。

22、同時(shí)由于本產(chǎn)品要獲得以馬氏體為主的超高強(qiáng)性能，必須將溫度冷卻至ms點(diǎn)以下溫度(450℃以下)，該溫度區(qū)間屬于冷卻水與高溫鋼板之間的換熱為瞬態(tài)沸騰區(qū)間，膜的生成和破裂存在隨機(jī)性，鋼板表面水膜無序流動(dòng)狀導(dǎo)致在相同水量的情況下上表面由于水膜的破裂和流動(dòng)對鋼板進(jìn)行二次冷卻造成鋼板上表面比下表面的冷卻能力高出一個(gè)數(shù)量級且由于水膜流動(dòng)特性導(dǎo)致橫向的冷卻不均勻性十分突出，因此本發(fā)明針對該問題，設(shè)計(jì)了第二段冷卻是當(dāng)溫度達(dá)到500℃以下時(shí)將上下水量水比由1.05～1.20改變?yōu)?.5～4.0，同時(shí)以每一組冷卻單元為控制單元，開啟操作側(cè)、傳動(dòng)側(cè)對向強(qiáng)力側(cè)噴裝置，將上表面水流定向清除，以達(dá)到提升上表面橫向冷卻均勻性的效果。如果沒有這些工藝的限定，鋼板冷卻不均勻仍較大，板形問題將十分突出，是后續(xù)精整工序無法改善的。

23、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

24、1)本發(fā)明應(yīng)用軋后快冷水系統(tǒng)進(jìn)行在線淬火，實(shí)現(xiàn)了2～4mm極薄規(guī)格超高強(qiáng)鋼生產(chǎn)制造，鋼板性能均勻性顯著提升，鋼板不平度控制在3/1000以下。

25、2)本發(fā)明采用在線淬火，不需要二次離線后再加熱處理，工序成本降低50％以上，產(chǎn)品力學(xué)性能與離線淬火產(chǎn)品相當(dāng)。