专利名称：一种非调质1000MPa级低碳贝氏体型高强度钢板的制造方法
技术领域：
本发明涉及钢板的制造领域，尤其是一种非调质IOOOMPa级低碳贝氏体型高强度钢板的制造方法。
背景技术：
随着工程机械(如推土机、矿车、煤机等)的用量增加，对使用钢板性能的要求越来越高，IOOOMPa级高强钢将会被逐渐使用。对IOOOMPa级高强钢，目前大部分采用调质工艺生产，获得的是马氏体组织。低碳贝氏体钢是80年代开始出现的新钢种，具有优良的高强、高韧性和焊接性能，其应用前景非常广阔。在现有生产技术中，国内宝钢、鞍钢、舞阳钢铁等厂采用控轧、控冷技术开发了一些低碳贝氏体型高强板，例如鞍钢股份有限公司在国家知识产权局申请的一项申请号为 CN200610134087. 7，名称为“高性能低碳贝氏体结构钢及其生产方法”的专利，其成分采用低碳+高锰+Cu、Ni等复合强化方案，轧制过程采用TMCP+RPC工艺，不经调质获得贝氏体组织。但该方案又存在有一定的缺陷，首先，成分设计中添加Cu元素，易导致钢板表面裂纹产生；其次，采用RPC工艺，增加了轧钢时间，影响了生产节奏，降低了生产效率。同时，以低碳 +高锰成分通过TMCP轧制后，如果不经过一定的热处理，延伸率偏低，易造成产品性能合格率低。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种非调质IOOOMPa级低碳贝氏体型高强度钢板的制造方法，该方法采用的工艺流程简单，不需增加任何设备，具有可大批量生产、经济易行、性能稳定的优点。本发明解决技术问题所采取的技术方案是一种非调质IOOOMPa级低碳贝氏体型高强度钢板的制造方法，其工艺步骤包括KR铁水预处理；转炉冶炼；密封吹氩气合金成分调整CAS处理；钢包炉精炼LF ；真空脱气RH/VD ；板坯连铸；板坯切割、精整；板坯冷装；板坯再加热；双机架控制轧制；预矫直；控制冷却；矫直；保温罩内自回火；空冷，得成品钢板；其中KR铁水预处理中预脱硫终点硫S为0. 003% 0. 005% ；转炉冶炼终点碳C为0. 03% 0. 06% ；CAS吹氩气时间10 12分钟；LF 出站温度1659 1670°C ；VD/RH精炼低真空度彡2. Ombar，保真空时间彡15分钟；所述的真空脱气RH/VD用于降低夹杂物含量，均勻钢水温度、成分，脱氢率可达60-85%，脱氮率20-30%，降低夹杂物60%以上；
板坯连铸拉速1. 1米/分钟；所述的板坯冷装和板坯再加热是在板坯下线缓冷48 72小时后，进入轧制前的板坯再加热；板坯再加热温度1200 1250°C ；所述的双机架控制轧制采用两阶段控制轧制工艺，分别在奥氏体再结晶区和未再结晶区轧制，在第二阶段轧制中每道次压下率在20%以上；双机架控制轧制温度第一阶段1050 1150°C，第二阶段860 900°C ；所述的控制冷却工序前的预矫直是控制轧制后进入冷却区之前为保证钢板板形进行的热矫直，控轧完成后钢板的在820 850°C左右进入矫直机；所述的控制冷却的冷却速度在10 30°C /s之间；所述的保温罩内自回火是，钢板矫直完成后，在400 500°C温度范围内快速完成剪切和收集，在^0-330°C进行堆垛，加盖保温罩，保温时间控制在1. 5-2. Omin/mm。所述的成品钢板厚度大于30mm。本发明的有益效果是由于在该方案中采用了下述工艺流程真空脱气(RH/VD)降低夹杂物含量，均勻钢水温度、成分，脱氢率可达60-85 %，脱氮率20-30%，降低夹杂物60%以上。板坯冷装在板坯下线缓冷48小时后装炉能有效防止钢板表面裂纹。双机架控制轧制采用两阶段控制轧制工艺，分别在奥氏体再结晶区和未再结晶区轧制，在第二阶段轧制中每道次压下率在 20%以上。预矫直控轧完成后钢板在820°C左右进入矫直机，最大限度地消除钢板因变形不均和发热温度分布不均造成的附加内应力，并从根本上改变内应力在钢板上的分布，保证成品具有均勻平整度和直度。控制冷却以低碳贝氏体为主的混合型组织具有优良的综合力学性能，要得到该类组织，冷却速度必须不小于8°C /s，一般在8 25°C /s之间。矫直 根据钢板的厚度、终冷温度和原始板形情况设定矫直参数，开矫温度设定为400 600°C左右。保温罩内自回火钢板温矫直完成后，在400 600°C温度范围内快速完成剪切和收集， 在观0-3301进行堆垛，加盖保温罩，保温时间控制在1.5-2. Omin/mm。经过自回火的钢板， 能有效改善钢板组织均勻性，减少带状组织，提高延伸率。本发明方案的工序简单，可操作性强，铸坯低倍质量好，具有可批量生产、成本低、 板形好、性能稳定的优点。采用本方法生产的钢板强度高，抗拉强度超过IOOOMPa ；塑、韧性好，-20°C冲击功达到150J以上；具有优良的延伸率，标准比例试样的断后伸长率大于 18%，实现了良好的强韧性匹配。与调质工艺相比，具有生产周期短，制造成本低的优点。由此可见，本发明与现有技术相比，具有实质性的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
具体实施例方式为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过几个具体实施方式
，对本方案进行阐述。
具体实施方式
一钢板的化学成分为C 0. 04 %, Si 0. 35 %, Mn 1. 70 %, P 0. OlO %, S 0. 008 %, Mo 0. 20 %, Al 0. 025%, B 0. 0010%, Nb :0. 050%, Ti :0. 015%, Ni :0. 25%，其余为 Fe 及不可避免的杂质。
用上述化学成分的钢其轧制钢板的工艺KR预脱硫终点硫S = 0. 003% ；转炉冶炼终点碳C = 0. 03% ；CAS吹氩气时间(分钟)10 ；LF 出站温度(°C ) :1659 ；VD/RH精炼低真空度≤2. Ombar,保真空时间≥15分钟；板坯连铸拉速(米/分钟)1. 1 ；板坯下线堆垛缓冷时间72小时；板坯再加热温度(V ) 1250 ；双机架控制轧制温度(V )第一阶段1100，第二阶段900 ；预矫直温度(°C ) :820 ；控制冷却速度(°C /s) 10 ；矫直温度(°C) 490 ；自回火温度(°C ) :320 ；出炉空冷。所轧制的钢板机械性能规格钢板厚度为32mm ；屈服强度(MPa) :980 ；抗拉强度(MPa) :1050 ；断后伸长率(% ):19.5;冷弯合格；V型纵向冲击功(-200C ) :170J、152J、193J ;V型纵向冲击功 (-40 0C ):102J、132J、165J。
具体实施方式
二 钢板的化学成分为C 0. 06 %, Si 0. 35 %, Mn 1. 60 %, P 0. 010 %, S 0. 008 %, Mo 0. 25 %, Al 0. 035%, B 0. 0015%, Nb :0. 055%, Ti :0. 010%, Ni :0. 30%，其余为 Fe 及不可避免的杂质。用上述化学成分的钢其轧制钢板的工艺KR预脱硫终点硫S = 0. 005% ；转炉冶炼终点碳C = 0. 05% ；CAS吹氩气时间(分钟)12 ；LF 出站温度(°C ) :1665 ；VD/RH精炼低真空度≤2. Ombar,保真空时间≥15分钟；板坯连铸拉速(米/分钟)1. 1 ；板坯下线堆垛缓冷时间48小时；板坯再加热温度(V ) 1250 ；双机架控制轧制温度(°C )第一阶段1150，第二阶段860 ；预矫直温度(°C ) :830 ；控制冷却速度(°C /s) 15 ；矫直温度(°C) 500 ；自回火温度(°C ) :300 ；出炉空冷。
所轧制的钢板机械性能规格钢板厚度为35mm ；屈服强度(MPa) 1000 ；抗拉强度(MPa) 1120 ；断后伸长率(％) 18. 5;冷弯合格；V型纵向冲击功(_20°C ) :151J、163J、182J;V型纵向冲击功 (-400C ) :82J、61J、76J。
具体实施方式
三C 0. 08 %, Si 0. 35 %, Mn 1. 56 %, P 0. 012 %, S 0. 009 %, Mo 0. 30 %, Al 0. 030%, B 0. 0010%, Nb 0. 050%, Ti 0. 015%, Ni 0. 30%，其余为 Fe 及不可避免的杂质。用上述化学成分的钢其轧制钢板的工艺KR预脱硫终点硫S = 0. 005% ；转炉冶炼终点碳C = 0. 06% ；CAS吹氩气时间(分钟)10 ；LF 出站温度(°C ) :1670 ；VD/RH精炼低真空度彡2. Ombar，保真空时间彡15分钟；板坯连铸拉速(米/分钟)1. 1 ；板坯下线堆垛缓冷时间72小时；板坯再加热温度(V ) 1200 ；双机架控制轧制温度CC )第一阶段1050，第二阶段880 ；预矫直温度(°C ) :850 ；控制冷却速度(°C /s) 30 ；矫直温度(°C) 400 ；自回火温度(°C ) :320 ；出炉空冷。所轧制的钢板机械性能规格钢板厚度为38mm ；屈服强度(MPa) 960 ；抗拉强度(MPa) 1100 ；断后伸长率(% ) :20· O ；冷弯合格；V型纵向冲击功(-200C ) :168J、216J、179J ;V型纵向冲击功 (-400C ) :99J、87J、65J。
权利要求
1.一种非调质IOOOMI^级低碳贝氏体型高强度钢板的制造方法，其工艺步骤包括 KR铁水预处理；转炉冶炼；密封吹氩气合金成分调整CAS处理；钢包炉精炼LF ；真空脱气RH/VD ；板坯连铸；板坯切割、精整；板坯冷装；板坯再加热；双机架控制轧制；预矫直；控制冷却；矫直；保温罩内自回火；空冷，得成品钢板；其中KR铁水预处理中预脱硫终点硫S为0. 003% 0. 005% ；转炉冶炼终点碳C为 0. 03% 0. 06% ；CAS吹氩气时间10 12分钟；LF出站温度1659 1670°C ；VD/RH精炼低真空度< 2. Ombar，保真空时间> 15分钟；所述的真空脱气RH/VD用于降低夹杂物含量，均勻钢水温度、成分，脱氢率可达60-85%，脱氮率20-30%，降低夹杂物60%以上；板坯连铸拉速1. 1米/分钟；所述的板坯冷装和板坯再加热是在板坯下线缓冷48 72小时后，进入轧制前的板坯再加热；板坯再加热温度1200 1250°C ；所述的双机架控制轧制采用两阶段控制轧制工艺，分别在奥氏体再结晶区和未再结晶区轧制，在第二阶段轧制中每道次压下率在20%以上；双机架控制轧制温度第一阶段1050 1150°C，第二阶段 860 900°C ；所述的控制冷却工序前的预矫直是控制轧制后进入冷却区之前为保证钢板板形进行的热矫直，控轧完成后钢板的在820 850°C左右进入矫直机；所述的控制冷却的冷却速度在10 30°C /s之间；所述的保温罩内自回火是，钢板矫直完成后，在400 500°C温度范围内快速完成剪切和收集，在^0-330°C进行堆垛，加盖保温罩，保温时间控制在 1. 5-2. Omin/mm。
2.根据权利要求1所述的一种非调质IOOOMPa级低碳贝氏体型高强度钢板的制造方法，其特征是所述钢板厚度大于30mm。
全文摘要
本发明公开了一种非调质1000MPa级低碳贝氏体型高强度钢板的制造方法，该方法的工艺流程为KR铁水预处理；转炉冶炼；密封吹氩气合金成分调整CAS处理；钢包炉精炼LF；真空脱气RH/VD；板坯连铸；板坯切割、精整；板坯冷装；板坯再加热；双机架控制轧制；预矫直；控制冷却；矫直；保温罩内自回火；空冷，得成品钢板。本发明方案的工序简单，可操作性强，铸坯低倍质量好，具有可批量生产、成本低、板形好、性能稳定的优点。采用本方法生产的钢板强度高，抗拉强度超过1000MPa；塑、韧性好，-20℃冲击功达到150J以上；具有优良的延伸率，标准比例试样的断后伸长率大于18％，实现了良好的强韧性匹配。与调质工艺相比，具有生产周期短，制造成本低的优点。
文档编号C21D8/02GK102181619SQ20111004045
公开日2011年9月14日 申请日期2011年2月18日 优先权日2011年2月18日
发明者侯登义, 冯勇, 刘晓美, 孙卫华, 孙浩, 张继明, 李国宝, 王南辉, 肖丰强, 胡淑娥, 贾慧领 申请人:济钢集团有限公司