专利名称：一种热轧用低硼合金钢的制作方法
所属领域本发明是属于热轧用低硼合金钢(低屈服强度≤280Mpa/cmm2)的制备领域。特别适用制备性能良好的冷轧钢板料和热轧冲压件钢板料的热轧软钢材料。
背景技术：
随着我国各行各业(如汽车、机械、建筑、轻工等)的迅速发展，近年来除建设热连轧生产线外，我国相继引进多条薄板坯连铸连轧生产线。目前一些有此生产能力的企业已经把TSCR线或常规热连轧线与冷轧生产线组合成一个完整的大工业生产流程，但是由于TSCR生产线自身特点，在工业生产的实践中，还存在着热轧板卷屈服强度明显高于传统流程的热轧板卷的屈服强度，因此延用现有技术的生产条件还是不能满足冷轧用钢料的使用要求。另外在满足各行业的发展要求和冲压件加工企业从生产成本去考虑，都希望用加工性能良好的薄热轧板代替冷轧板，为实现此目的，对各生产企业还应在在热轧操作方面，可通过提高板坯加热温度，轧制速度和压下率，降低终轧温度来提高卷取的温度，来改善钢板的性能。但是当采用上述制备方法也会相应带来以下著多的负面影响，其表现有；(1)由于需要提高板坯的轧制温度，因此板卷表面容易产生氧化严重的现象，在高温热轧时氧化铁皮的增厚则会导致板坯表面质量的恶化。(2)在高温热轧的加工过程中，时有塌卷的现象发立。(3)当提高板坯的加热温度、轧制速度和压下率，则明显降低卷取机的使用寿命。(4)当开卷时容易出现板材表面横折印的缺陷。(5)使钢板表面异性值(r)增大。到目前为止，由于因上述因素而产生的这些负面影响到目前为止还不能找到有效的解决方法和很好的控制手段。
发明内容
本发明的目的是提出一种成分设计合理、能降低生产成本、满足冷轧用料性能和具备良好冲压性能的热轧用低B合金钢。
根据本发明目的所提出的热轧用低B合金钢，我们在设计成分时的解决方案是从以下三个方面进行考虑(1)首先对合金钢的成份进行合理调整，利用B元素的微合金化来扩大奥氏体温度区域，减少铁素体的成核率，实现晶粒粗化的条件要求。
(2)按设计要求来控制成分中的N元素含量，将B/N含量比控制在设定值要求内，这样可以使本发明的低B合金钢的力学性能达到稳定。
(3)在本发明低B合金钢的成分中加入适量的铝来固定N元素，同时也可以稳定B的回收率，为了防止加入过量的Al元素和影响钢的质量，钢中Al要控制在≤0.06％的范围内。
根据本发明所提出的目的和上述解决方案内容的要求，我们所设计的热轧用低B合金钢具体的化学成份重量％为C≤0.10％；Si 0.01-0.10％；Mn0.10-1.0％；S 0.001-0.020％；P≤0.020％；B 0.0003-0.015％；Al 0.03-0.06％；N 0.003-0.009％；其余为Fe及不可避免的杂质。在本发明热轧用低B合金钢成分中的其他特征还有Si 0.01-0.06％；Mn 0.20-0.5％；B 0.002-0.012％；Al 0.03-0.05％；N 0.005-0.008％。
在设计本发明低B合金钢的成分时，我们充分地考虑到各元素对该钢性能所起的作用，因此要严格控制元素配比的添加量，例如在成分中考虑到C的含量越低则该钢的加工性能就越好，尤其当C含量限制在0.10％以下时加工性能改变就更为明显，因此在本发明低B合金钢的成分中将C含量限制在0.10％以下。另外在本发明钢的成分中，Si的含量会对本发明钢屈服点有着明显的影响，即屈服点随Si的含量多少而升降，所以本发明钢将Si的含量限定在0.01-0.10％范围内。在本发明钢的成分中当Mn元素的含量较少时，由此会产生FeS而引起钢板的热脆，所以Mn元素的添加量不应低于0.10％，当Mn元素的添加量超过1.0％时，则该钢的延展性(延伸率)就明显恶化，因此Mn的含量应限定在0.10％～1.0％范围内。
在本明低B合金钢中S通常以MnS的形式存在，S元素不仅对钢的延展性有害，而且在热轧板的卷取至冷却过程中，MnS作为C的析出点而使最终的固溶C明显减少。因此希望要尽量减少S的含量，但是在降低S含量的同时则又会使该钢的制造成本有所升高，所以在本发明低B合金钢的成分中应将S的含量限定在0.001-0.02％以内。
在本发明低B合金钢中的P为有害元素，由于P在钢中是常在晶界处出现偏析，容易产生加工裂纹并且是影响该钢强度的主要元素之一，所以将P元素含量应控制在0.020％以下。在本发明钢的成分中N也是影响该纲强度的重要元素之一，因此在本发明钢的成分设计中，N元素的含量应控制在0.005-0.008％范围内为最合理的含量，但考虑到生产成本和时效等其他因素，所以我们将N元素的上限定为≤0.009％范围内。
Al元素在本发明钢中的含量是关键点之一，其加入的总量应用与Si、Mn、N等多组元素的含量多少来确定，当该钢中Al含量低于0、03％时，则B的回收率不会达到设计的要求，再有是考虑到当较高的Al含量则会产生多余的AlN被析出，因为AlN的析出是引起钢板表面恶化缺陷和导致产品质量下降的主要因素之一。所以在本发明钢中Al元素的含量应严格限定在0.03-0.06％范围内。
B是本发明钢中的重要元素之一。在本发明钢中设计添加适量的B元素时，则有利于增加该钢奥氏体相的稳定性，有显著地降低铁素体成核率的效果，使钢的Ar3相变点降低。在本发明低B合金钢中Ar3相变点的降低并不是通过BN的析出而降低，而是通过固溶于钢中的B元素来实现的。由于Ar3相变点是随着B/N值的增加而降低的，当B/N的比值大约在1.5以上时Ar3相变点则趋于稳定。因此在本发明钢的成分中将B含量限定在0.0003％～0.012％范围内。
本发明钢的制备方法与现有技术相似，首先按设定成分进行配料，炼钢可采用在中频感应炉或电炉中进行冶炼，然后再经铸锭、开坯、锻造及热处理等生产工艺完成产品的制备。本发明钢也同样适用于采用连铸设备来进行生产的微B合金软钢。
采用本发明的热轧用低B合金钢与现有技术相比较，具有成分设计合理和降低生产成本，而且能满足冷轧用料的性能和具备良好冲压性能等特点。另外本发明低B合金钢经过对成分调整后，可以有效的改善该钢种的加工工艺，克服了高温轧制和板卷表面容易氧化的现象和板材表面横折印的缺陷，提高板坯轧制的表面质量和塌卷的现象。
具体实施例方式
根据本发明钢所设计的化学成分范围，我们在30Kg的中频感应炉上冶炼3炉本发明钢和2炉对比钢，具体化学成分见表1.所示。试验过程是将钢水浇注成钢坯后，热处理是采用经马弗炉加热至1150℃，保温1小时后再热送轧制成厚度2.5mm薄带。初轧温度为1100℃，终轧温度为810℃，然后空冷。采用本发明低B合金钢和对比钢轧成的薄带加工成标准室温拉伸试样，经检测后所得力学、金相对比结果列入表2。在上述的对比表中，序号1、3、5为本发明低B合金钢。序号2、4为对比钢。
从表2.可以看出，本发明钢的屈服强度小于280MPa/cm2的强度水平较对比钢低30-50Mpa/cm2，呈现出良好的冲压加工性能。
表1.本发明实施例钢与对比钢的化学成分(重量％)对比
表2.本发明实施例钢与对比钢的力学性能的对比
权利要求
1.一种热轧用低B合金钢具体的化学成份重量％为C≤0.10％；Si0.01-0.10％；Mn 0.10-1.0％；S 0.001-0.020％；P≤0.020％；B 0.0003-0.015％；Al 0.03-0.06％；N 0.003-0.009％；其余为Fe及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述热轧用低B合金钢，其特征还在于该钢成分中的Si 0.01-0.06％；Mn 0.20-0.5％；B 0.002-0.012％；Al 0.03-0.05％；N0.005-0.008％。
全文摘要
本发明是属于热轧用低硼合金钢(低屈服强度≤280MPa/cmm
文档编号C22C38/06GK1644745SQ20041009686
公开日2005年7月27日 申请日期2004年12月9日 优先权日2004年12月9日
发明者仇圣桃, 干勇, 刘家琪, 张慧, 王明林, 岳尔斌, 刘爱强 申请人:钢铁研究总院