一种铁素体低密度高强钢及其制造方法_2

文档序号:9212865阅读:来源:国知局
,N),可有效地抑制热加工过程中晶粒粗化。Nb会强 烈抑制动态再结晶的发生,从而增加轧制变形抗力。Nb可以细化铁素体晶粒。但添加过量 的Nb会减弱钢的热加工性能和钢板的韧性。因此,本发明限定Nb含量为0. 005~0. 2%。
[0025] V :V有助于细化晶粒组织和提高组织热稳定性,V还可以提高钢的强度和韧性,但 是添加 V增加了钢的成本。因此,本发明限定V含量为0. 005~0. 5%。
[0026] Cr :Cr可以细化晶粒组织和抑制热加工时晶粒粗化。Cr是铁素体形成元素,可促 进C向奥氏体扩散。Cr可以使奥氏体分解速度减缓,降低淬火时临界冷却速度。过高Cr含 量会破坏钢的延展性。因此,本发明限定Cr含量为0. 01~0. 5%。
[0027] Mo :Mo的作用与Cr相似,本发明限定Mo含量为0. 01~0. 5%。Cr、Mo元素含量 过高时会增加生产成本,一般控制(Cr+Mo) <0.5%。
[0028] Ni :Ni是奥氏体稳定化元素,可阻碍高温下晶粒粗化,但是Ni的价格昂贵从而增 加生产成本。因此,本发明限定Ni含量为0.05~2.0%。
[0029] Cu :Cu的作用和Ni相近,但Cu含量过高时对热变形加工不利。因此,本发明限定 Cu含量为0· 05~L 0%。
[0030] B :B阻碍热轧过程中钢的再结晶,有利于由累积变形量引起的微观组织结构细 化。添加过量的B会生成BC从而降低钢的延展性。因此,本发明限定B含量为0.0005~ 0. 003%。
[0031] Zr :Zr在钢中的作用与Ti、Nb和V的作用类似,含量低时有脱氧、净化和细化晶粒 的作用。但是Zr的价格昂贵会增加生产成本。因此,本发明限定Zr含量为0. 005~0. 2%。
[0032] Re :稀土元素 Re可以改善钢的铸态组织和增强钢的耐蚀性,但稀土元素价格昂贵 会增加生产成本。因此,本发明限定Re含量为0.005~0. 1%。
[0033] Ca :Ca用来脱S以改善钢的热加工性能,过量的Ca会降低钢的延展性。因此,本 发明限定Ca含量为0.001~0.2%。
[0034] 本发明的一种铁素体低密度高强钢的制造方法,其包括如下步骤:
[0035] 1)冶炼、铸造
[0036] 按上述设计成分冶炼、连铸;
[0037] 2)热轧
[0038] 采用1000~1250°C加热铸坯,保温时间为0. 5~3h,终轧温度彡800°C,在低于 750 °C下卷取热轧板。
[0039] 3)热轧后退火
[0040] 当热轧板组织中马氏体组织的体积分数多25%时,进行热轧后罩式炉退火,将热 轧板加热至均热温度660~780°C,均热时间为0. 5~48h ;
[0041] 当热轧板组织中马氏体组织的体积分数< 25%时,不进行热轧后罩式炉退火。
[0042] 4)酸洗
[0043] 5)冷轧
[0044] 对酸洗后的热轧板进行冷乳,冷乳压下量为30~90%。
[0045] 6)连续退火
[0046] 将冷轧板加热至均热温度750~950°C后保温30~600s,之后将均热后钢板直 接冷却至配分稳定化温度200~500°C,保温0~600s ;其中,冷轧钢板的加热速率为1~ 20°C /s ;均热处理后的钢板从均热温度冷却至配分稳定化温度的冷却速率为1~150°C / s ;或,
[0047] 将冷轧板加热至均热温度750~950°C后保温30~600s,先冷却至中间温度,再 冷却至配分稳定化温度200~500°C,保温0~600s,其中,冷轧钢板的加热速率为1~ 20°C /s ;600°C<中间温度< 950°C ;均热处理后的钢板从均热温度冷却至中间温度的冷却 速率为1~KTC /s ;均热处理后的钢板从中间温度冷却至配分稳定化温度的冷却速率为 1~150°C /s,并且该冷却速率不小于钢板从均热温度冷却至中间温度的冷却速率。
[0048] 7)冷却
[0049] 退火后,将钢板以小于20°C /s的冷却速率冷却至室温。
[0050] 本发明提供的铁素体低密度高强钢的另一种制造方法,其包括如下步骤:
[0051] 1)冶炼、铸造
[0052] 按上述设计成分冶炼、连铸;
[0053] 2)热轧
[0054] 采用1000~1250°C加热铸坯,保温时间为0. 5~3h,终轧温度彡800°C,在低于 750 °C下卷取热轧板。
[0055] 3)热轧后退火
[0056] 当热轧板组织中马氏体组织的体积分数彡25%时,进行热轧后罩式炉退火,将热 轧板加热至均热温度660~780°C,均热时间为0. 5~48h ;
[0057] 当热轧板组织中马氏体组织的体积分数< 25%时,不进行热轧后罩式炉退火。
[0058] 4)酸洗
[0059] 5)冷轧
[0060] 对酸洗后的热轧板进行冷轧,冷轧压下量为30~90%。
[0061] 6)冷轧后退火
[0062] 对冷轧钢板采用罩式炉退火,将冷轧板加热至均热温度660~780°C,均热时间为 0. 5~48h ;退火后,钢板随炉冷却至室温。
[0063] 进一步,在钢板经冷轧后连续退火或冷轧后罩式炉退火处理后,立刻通过常规 热镀工艺在钢板的每一侧生成厚度为5~200 μ m的镀层,所述镀层材料选自Zn、Zn-Fe、 Zn-Al、Zn-Mg、Zn-Al-Mg、Al-Si、Al-Mg-Si中的一种;热镀结束后将板材冷却至室温。
[0064] 本发明的制造工艺设计的理由如下:
[0065] (1)热轧工艺:
[0066] 加热温度为1000~1250°C,加热温度超过1250°C时,会造成板坯过烧,板坯内晶 粒组织粗大从而使其热加工性能降低,并且超高温会引起板坯表层脱碳严重;加热温度低 于1000°C时,板坯经高压水除鳞和初轧后,精轧温度过低而造成板料的变形抗力过大,从而 难以制造出既无表面缺陷又具有规定厚度的热轧钢板。
[0067] 本发明热轧时保温时间为0. 5~3h,保温时间超过3h,会造成板坯内晶粒组织粗 大和板坯表层脱碳严重;保温时间低于〇. 5h,板坯内部温度尚未均匀。
[0068] 本发明需要控制终轧温度在800°C以上完成对铸坯的热轧,终轧温度过低会造成 板坯变形抗力过高,从而难以制造出所需厚度规格并且无表面和边部缺陷的热轧钢板和冷 轧钢板;另外,对于本发明的成分体系来说,当终轧温度低于800°C时,板坯内部热轧条状 高温铁素体(也称S铁素体)无法获得充分回复和再结晶而细化。
[0069] 本发明在低于750°C下卷取热轧板,如果卷取温度高于750°C,容易引起扁卷,并 且热轧卷的头部、中部和尾部材料显微组织不均匀性增加。
[0070] (2)热轧后退火工艺
[0071] 对热轧钢板采用罩式炉退火热处理。罩式炉退火过程是将钢卷加热至均热温度后 保温。本发明中,均热温度Tbtl为660~780°C,均热时间为tbQ为0.5~48h。此工艺的目 的是使热轧钢板基体中马氏体组织经逆相变后转化为奥氏体组织、细化条状S铁素体和 降低热轧板的变形抗力,从而使罩式炉退火后热轧钢板在后序冷轧变形时具有良好的轧制 变形能力。
[0072] 本发明的罩式炉退火工艺条件与钢种合金成分密切相关,当均热温度Tbtl低于 660°C时,则没有发生明显逆相变过程,并且条状δ铁素体也未发生明显的再结晶细化;当 均热温度Tbtl高于780°C时,经逆相变形成的奥氏体的稳定性差,罩式炉退火结束后奥氏体 又会重新转化为马氏体,罩式炉退火后钢板的冷轧变形能力没有得到充分改善。因此,本发 明控制均热温度Tbtl为660~780 °C。
[0073] 罩式炉退火工艺中,均热时间tb(l可以通过适当改变均热温度^来调节,保
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