CN103589953B

CN103589953B - 屈服强度为245MPa级的热轧薄板搪瓷钢及制造方法

Info

Publication number: CN103589953B
Application number: CN201310547968.1A
Authority: CN
Inventors: 陶军晖; 马玉喜; 宋畅; 欧阳珉路; 胡敏; 徐进桥; 郭斌; 崔雷; 梁文; 刘培灿
Original assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Current assignee: Wuhan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2013-11-07
Filing date: 2013-11-07
Publication date: 2016-04-20
Anticipated expiration: 2033-11-07
Also published as: CN103589953A

Abstract

本发明公开了一种屈服强度为245MPa级的热轧薄板搪瓷钢及其制造方法，该钢的厚度为1.0～2.5mm，化学成分按重量百分比计为C：0.001～0.010%，Si≤0.05%，Mn：0.10～0.50%，P≤0.020%，S≤0.010%，Ti：0.04～0.10%，Als：0.02～0.08%，N≤0.008%，其余为Fe及不可避免的夹杂。制造方法为CSP工艺，依次包括如下步骤：铁水脱硫→转炉顶底复合吹炼→真空处理→连铸成板坯→均热炉均热→热连轧控轧控冷→卷取成钢卷。本发明的热轧薄板搪瓷钢具有轧制负荷小，板形控制好的优势，生产成本低、效率高，从而即保证了搪瓷钢，生产出的钢板抗鳞爆性能好、强度高，具有较好的深冲加工性能。

Description

屈服强度为245MPa级的热轧薄板搪瓷钢及制造方法

技术领域

本发明属于微合金化钢制造技术领域，具体涉及一种屈服强度为245MPa级（即屈服强度R_eL为245～330MPa）的热轧薄板搪瓷钢及制造方法。

背景技术

随着工业技术的发展和科技能力的提高，为提高产品质量，降低制造成本，搪瓷产品用钢以热代冷逐渐成为一种趋势。在过去的国内外相关研究文献中，针对热轧热水器内胆用搪瓷钢等都有了一些成果，如申请号为CN200810047087.2的专利文献介绍了一种利用常规热连轧工艺生产的C：0.01～0.15%、Si≤0.04%、Mn：0.50～0.90%、P≤0.070%、S≤0.015%、Ti：0.005～0.060%、Als：0.005～0.070%成分的热水器内胆用钢；申请号为CN200910062667.3的专利文献公开了一种C：0.01～0.12%、Si≤0.03%、Mn：0.50～1.00%、P≤0.070%、S≤0.015%、Nb：0.020～0.050%、Mo：0.05～0.30%、Als：0.005～0.070%，余量为Fe及不可避免的杂质，且同时满足10Nb≥Mo、0.30%≤10Nb+Mo≤0.50%，屈服强度≥360MPa的搪瓷钢板制造方法及其烧搪工艺方法。但以上钢种均不具备深冲加工性能，使用范围受到一定的限制，并且以上方法都是应用的常规热连轧生产工艺，而对于薄规格搪瓷钢而言，常规热连轧生产工艺具有轧制负荷大，板形控制差，生产效率低等问题。CSP（连铸连轧）生产线以其独特的工艺流程，为开发和生产热轧薄板搪瓷钢提供了良好平台。与常规热轧产线相比，CSP产线生产薄板的优势主要在于板形和轧制方面。但与常规热轧的加热炉相比，常规CSP生产线的均热炉加热温度低且加热时间短，会导致Ti不能在搪瓷钢中完全固溶，从而影响到搪瓷钢中Ti的第二相析出物（TiC和TiN）的大小和数量。因此常规CSP生产线生产的搪瓷钢的屈服强度难以控制，造成搪瓷钢性能波动范围较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种屈服强度为245MPa级的热轧薄板搪瓷钢，该钢的屈服强度R_eL为245～330MPa，抗拉强度R_m≥300MPa，延伸率A≥22%，具备深冲加工性能，适用于CSP生产线生产。

本发明的另一目的是提供一种屈服强度为245MPa级的热轧薄板搪瓷钢的制造方法。

为实现上述第一个目的，本发明所设计的热轧搪瓷钢的厚度为1.0～2.5mm，化学成分按重量百分比计为C：0.001～0.010%，Si≤0.05%，Mn：0.10～0.50%，P≤0.020%，S≤0.010%，Ti：0.04～0.10%，Als：0.02～0.08%，N≤0.008%，其余为Fe及不可避免的夹杂。

进一步地，该搪瓷钢的化学成分按重量百分比计为C：0.005～0.009%，Si≤0.03%，Mn：0.30～0.45%，P≤0.018%，S≤0.006%，Ti：0.06～0.10%，Als：0.05～0.07%，N≤0.005%，其余为Fe及不可避免的夹杂。

为实现上述第二个目的，本发明的热轧薄板搪瓷钢的制造方法为CSP工艺，依次包括如下步骤：铁水脱硫→转炉顶底复合吹炼→真空处理→连铸成板坯→均热炉均热→热连轧控轧控冷→卷取成钢卷；其中均热炉出炉温度为1250±20℃；热连轧控轧控冷是在热连轧机组进行，开轧温度为1100～1150℃，终轧温度为860～930℃；钢板轧后采用层流快速冷却后卷取，冷却速度为10～15℃/s，卷取温度为600～700℃。

进一步地，所述热连轧控轧控冷的终轧温度为870～900℃。

本发明的热轧薄板搪瓷钢中各合金成分的作用机理如下：

本发明的碳（C）含量为0.001～0.010%，碳是钢中不可缺少的提高钢材强度的元素之一，同时可以与钢中Ti等元素作用形成微合金碳化物，起到析出强化作用。另外，碳、锰配合，保证耐高温烧搪性能。

本发明的锰（Mn）含量为0.10～0.50%，可降低奥氏体转变成铁素体的相变温度，扩大热加工温度区域，有利于细化晶粒尺寸，提高钢的屈服强度和抗拉强度。

本发明的磷（P）含量≤0.020%、硫（S）含量≤0.010%。磷在钢中具有容易造成偏析不利影响。硫易与锰结合生成MnS夹杂，影响钢的塑性。因此，本发明应尽量减少磷、硫元素对钢性能的不利影响，通过对铁水进行深脱硫预处理手段，控制磷、硫含量，从而减轻其不利影响。

本发明的硅（Si）含量≤0.05%。硅对热连轧板卷表面质量有不利影响，因此本发明应尽量降低钢中的硅含量。

本发明的钛（Ti）含量为0.04～0.10%，钛是一种强烈的碳化物和氮化物形成元素，在钢重新加热过程中阻止奥氏体晶粒长大，在高温奥氏体区粗轧时析出TiN和TiC，可有效抑制奥氏体晶粒长大，同时析出的TiN和TiC不但可以有效提高钢板强度，还作为钢中不可逆缺陷提高其抗鳞爆性能。

本发明的铝(Als)含量为0.02～0.08%，其主要作用是脱去钢水中的氧(O)，防止钛被氧化而失效。

本发明的氮(N)含量≤0.008%，属于转炉钢中正常残余，可以与钢中钛（Ti）结合形成TiN析出，起到抑制奥氏体晶粒长大和析出强化的作用。

本发明具有如下有益效果：

1）本发明的热轧薄板搪瓷钢由于含有Ti，且Ti/C至少在4以上，因此具有较好的抗鳞爆性能，制备的屈热轧薄板搪瓷钢服强度R_eL:245～330MPa，抗拉强度R_m≥300MPa，延伸率A≥22%，且耐高温烧搪，易涂搪，易成型，易焊接，能够较好地满足深冲搪瓷产品用钢的需求。

2）本发明的CSP工艺热连轧生产线轧制薄规格搪瓷钢具有轧制负荷小，板形控制好的优势，并且不需要经过钢坯堆垛缓冷过程和钢坯再加热过程，成本低，生产效率高。同时，发明人经过长期研究发现，通过将均热炉出炉温度控制在1250±20℃的较窄范围和控制终轧温度机卷取温度，有利于提高Ti的第二相析出物的数量和降低析出物的大小，从而即保证了搪瓷钢的抗鳞爆性能又提高了搪瓷钢的强度，生产出的钢板具有较好的深冲加工性能。

附图说明

图1为本发明的实施例1制备的热轧薄板搪瓷钢的金相组织图（94%铁素体+少量珠光体）。

图2为本发明的实施例2制备的热轧薄板搪瓷钢的金相组织图（93%铁素体+少量珠光体）。

图3为本发明的实施例3制备的热轧薄板搪瓷钢的金相组织图（91%铁素体+少量珠光体）。

图4为本发明的对比例1制备的热轧薄板搪瓷钢的金相组织图（92%铁素体+少量珠光体）。

图5为本发明的对比例1制备的热轧薄板搪瓷钢Ti的第二相析出物透射电镜图。

图6为本发明的实施例1制备的热轧薄板搪瓷钢Ti的第二相析出物透射电镜图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明作进一步详细的说明。

以下结合具体实施例对本发明的CSP工艺薄板搪瓷钢及其生产方法作进一步的详细描述：

表1列出了本发明可用于搪瓷产品CSP工艺薄板搪瓷钢的几种具体实施例的化学成分。钢的生产方法如下：在连铸连轧生产线150吨转炉上先采用铁水深脱硫技术，使铁水中的S≤0.005%以保证最终得到的薄板搪瓷钢中的S≤0.010%；然后进行顶底复合吹炼，钢水经过吹氩气后，再经过真空处理，使钢中的化学成分满足表1的要求，余量为Fe及不可避免的夹杂。将满足表1要求的钢水浇注成52～90×1000～1550mm断面连续板坯带，再根据要求定尺长度切割成板坯。然后板坯通过均热炉均热后，直接在7个机架热连轧机组上进行控制轧制，轧制的钢带经层流快速冷却后卷取成热轧钢卷。或者，根据需要可以另行开平横切成钢板。

采用控轧控冷处理的热连轧生产工艺时，为充分发挥微合金元素在钢中的作用，最好采用厚度为50～60mm的板坯，提高道次压下率。板坯均热后，保证出炉温度在11230～1270℃之间后再直接进入热连轧机组轧制，开轧温度为1100～1150℃，终轧温度为860～930；℃经层流快速冷却（冷却速度为10～15℃/s）后进行卷取，卷取温度为600～700℃，制得板厚为1.0～2.5mm的热轧钢卷，继续开平横切成钢板。

本发明实施例1～3及对比例1～2中热轧薄板搪瓷钢的热轧板生产工艺参数和性能试验结果见表2。其中，对比例1、2与实施例1中的搪瓷钢化学成分相同，其他工艺参数相同，仅均热炉出炉温度不相同。

从表2反映出的性能来看，实施例1～3中的热轧板都能满足屈服强度R_eL为245～330MPa，抗拉强度R_m≥300MPa，延伸率A≥22%的要求。从图1～4可以看出实施例1～3和对比例1的工艺对钢的组织影响不大，但从图5和6可以明显看出对比例1的钢样比实施例1的钢#样的Ti的第二相析出物要更大，数量要更少，从而导致其性能未能达到技术标准要求。

表1实施例1～3中热轧薄板搪瓷钢的化学成分(wt%)

表2实施例1～3和对比例1～2中热轧薄板搪瓷钢的制备方法及性能试验结果

Claims

1.一种屈服强度为245MPa级的热轧薄板搪瓷钢，其特征在于：该搪瓷钢的厚度为1.0～2.5mm，化学成分按重量百分比计为C：0.005～0.009％，Si≤0.03％，Mn：0.30～0.45％，P≤0.018％，S≤0.006％，Ti：0.06～0.10％，Als：0.05～0.07％，N：0.002～0.006％，其余为Fe及不可避免的夹杂；

该搪瓷钢通过CSP工艺，依次经过如下步骤制备得到：铁水脱硫→转炉顶底复合吹炼→真空处理→连铸成板坯→均热炉均热→热连轧控轧控冷→卷取成钢卷；所述均热炉出炉温度为1230～1270℃；所述热连轧控轧控冷是在热连轧机组进行，开轧温度为1100～1150℃，终轧温度为860～930℃；钢板轧后采用层流快速冷却后卷取，冷却速度为10～15℃/s，卷取温度为600～700℃。

2.根据权利要求1所述的屈服强度为245MPa级的热轧薄板搪瓷钢，其特征在于：所述热连轧控轧控冷的终轧温度为870～900℃。