一种C-Mn升级钢魏氏组织的控制方法
【专利摘要】本发明是一种C-Mn升级钢魏氏组织的控制方法，加热温度：1170-1180℃，均热温度1150-1160℃；出炉温度控制在1130-1140℃；精轧开轧温度810-930℃，保证精轧终轧温度780-800℃，精轧阶段累积压下率50-70%，开冷温度，760-780℃，冷却速度：10-15℃/s，冷却采取前4组集管强冷，前4组集管冷却强度：2000-3500m3/h，后6组集管弱冷，后6组集管冷却强度：1500-2500m3/h，返红温度610℃-640℃。本发明可以较好地克服C-Mn钢升级生产过程中易出现魏氏组织的不足，实施后魏氏组织的有明显的改善，且轧后钢板的韧塑性有较显著的提高。
【专利说明】—种C-Mn升级钢魏氏组织的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于轧钢领域，涉及一种钢的组织控制方法，具体的说是一种C-Mn升级钢 魏氏组织的控制方法。
【背景技术】
[0002]在亚共析钢或过共析钢中，由高温以较快的速度冷却时，先共析的铁素体或渗碳体从奥氏体晶界上沿着奥氏体的一定晶面向晶内生长，呈针状析出。在光学显微镜下可以观察到从奥氏体晶界上生长出来的铁素体或渗碳体近似平行，呈羽毛状或三角形，其间存在着珠光体的组织，这种组织称为魏氏组织。实际生产中遇到的魏氏组织大多是铁素体魏氏组织，魏氏组织常伴随着奥氏体晶粒粗大而出现，因此，使钢的力学性能尤其是塑性和冲击韧性显著降低。
[0003]随着新一代TMCP技术及装备的推广，利用新一代超快速冷却装备开展钢种低成本升级生产已成为以后发展的趋势。低成本升级生产思路是对合金元素进行减量化生产，就需要通过快速冷却细化晶粒，但这样做会很容易因冷速过快而促使魏氏组织的出现，从而带来TMCP钢板性能方面的问题。
[0004]虽然有些资料与文献对魏氏组织的成因与控制措施有所阐述，但都是基于书本理论或模拟实验得出，所以对现场的应用有很大的局限性，另外不同的钢种、不同的工艺条件下，不可能有完全可以覆盖的方法来解决钢中魏氏组织的出现。而本发明所涉及的C-Mn钢升级生产而言，其在轧钢过程中魏氏组织极易出现，需要对全过程关键参数进行控制，以期减少魏氏组织的发生，或者即使有魏氏组织出现，也避免其形态呈长与细针状，这样才能取得较好的效果。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种C-Mn升级钢魏氏组织的控制方法，通过轧钢全过程的工艺参数控制，可以减少出现魏氏组织数量与形态，满足轧后钢板的性能指标要求。
[0006]本发明解决以上技术问题的技术方案是:
[0007]一种C-Mn升级钢魏氏组织的控制方法，具体按以下步骤控制:
[0008]㈠适用的所述C-Mn升级钢化学成分质量百分比为:C:0.15%_0.21%, S1:<0.50，Mn S 1.0%, P:< 0.015%, S S 0.010%, Als:0.010%_0.050%，N:0.002%_0.009%，余量为 Fe及不可避免的杂质；
[0009]㈡适用的所述C-Mn升级钢的坯料厚度为150-220mm，适用的所述C-Mn升级钢的成品厚度为< 50mm,
[0010]㈢加热温度工艺参数控制:加热温度1170-1180°c，均热温度1150_116(TC，加热时间控制为140-180min ;出炉温度控制在1130_1140°C ；
[0011]㈤轧制与冷却工艺参数控制:精轧开轧温度810-930°c，保证精轧终轧温度780-800°C，精轧阶段累积压下率50-70%，开冷温度760-780°C，开冷温度在Ar3附近，是为了冷却后发生相变的间隔时间缩短；冷却速度10_15°C /s，冷却采取前4组集管强冷，前4组集管冷却强度2000-3500m3/h，后6组集管弱冷，后6组集管冷却强度1500-2500m3/h，前面强冷后面弱冷是一种既能保证性能又能降低钢板冷速，返红温度610°C _640°C。
[0012]本发明设置以上工艺参数控制的理由以及各工艺参数可以解决的技术问题是:
[0013]加热温度对魏氏组织的影响:采取较低的加热温度。这是因为，加热温度高其奥氏体晶粒粗化趋势升高，对没有微合金化的C-Mn钢，其组织粗化趋势更严重。
[0014]精轧终轧温度对魏氏组织的影响:采取较低的精轧终轧温度并配合大的压下，这样的目的在于形成较有利的变形带，为后续的晶粒细化提供有利条件，细化的晶粒也可以一定程度抑制魏氏组织的产生。
[0015] 冷却速率对魏氏组织的影响:魏氏组织对冷速有一定的敏感性，该钢出现魏氏组织较敏感的冷速在15-20°C /s，该钢由于是F+P钢，所以不宜采用过大的冷速，冷速在15°C /s以下，其魏氏组织量较少，其形态也非长而细的针状。
[0016]返红温度对魏氏组织的影响:返红温度对魏氏组织的影响也较明显，较低的返红温度有利于晶粒细化，也有利于对魏氏组织的抑制，但返红温度不能过低，要兼需转变的组织类型。
[0017]本发明的有益效果是:⑴本发明的C-Mn升级钢魏氏组织的控制方法，其工艺控制过程简单，易操作；⑵本发明针对该钢中进行了轧制全过程关键参数的控制，较好的控制了魏氏组织的数量与类型；⑶本发明实施后由于魏氏组织得到控制，其轧后的韧性与塑性有较大的提高，满足了升级生产的性能要求。
[0018]总之，本发明可以较好地克服C-Mn钢升级生产过程中易出现魏氏组织的不足，实施后魏氏组织的有明显的改善(详见组织状况图)，且轧后钢板的韧塑性有较显著的提高(详见实施例后性能表格)；本发明的这种控制方法不影响生产节奏，也有利于现场在线操作。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本明实施前14mm厚该C-Mn钢的组织状况图。
[0020]图2为本明实施后14_厚该C-Mn钢的组织状况图。
[0021 ] 图3为本明实施前22mm厚该C-Mn钢的组织状况图。
[0022]图4为本明实施后22mm厚该C-Mn钢的组织状况图。
[0023]图5为本明实施前30mm厚该C-Mn钢的组织状况图。
[0024]图6为本明实施后30mm厚该C-Mn钢的组织状况图。
[0025]图7为本明实施前50mm厚该C-Mn钢的组织状况图。
[0026]图8为本明实施后50mm厚该C-Mn钢的组织状况图。
【具体实施方式】
[0027]以下结合具体实施例对本发明涉及的一种C-Mn钢升级生产过程中魏氏组织的控制方法作进一步的详细描述。
[0028]实施例1[0029]本实施例的C-Mn升级钢魏氏组织的控制方法，C-Mn升级钢化学成分质量百分比为:C:0.17%, Mn:0.95%, P:0.009%, S:0.008%, S1:0.22%, Als:0.025%, N 为 0.0050%，余量
为Fe及不可避免的杂质；
[0030]所采取的钢种坯料厚度180mm，成品厚度为14mm;加热温度1170°C，均热温度1160°C，加热时间148min，出炉温度1140°C ;精轧开轧温度930°C，终轧温度800°C，精轧阶段累积压下率66.7%(42 — 14)，开冷温度761 °C，冷却速度10°C /s，冷却采取前4组集管强冷，前4组集管冷却强度2000m3/h，后6组集管弱冷，后6组集管冷却强度1500m3/h ;返红温度 639。。。
[0031]实施例2
[0032]本实施例的C-Mn升级钢魏氏组织的控制方法，C-Mn升级钢化学成分质量百分比为:C:0.163%, Mn:0.97%, P:0.006%、S:0.005%、S1:0.24%, Als:0.030%, N 为 0.0055%，余量为Fe及不可避免的杂质；
[0033]所采取的钢种坯料厚度180mm，成品厚度为22mm;加热温度1175°C，均热温度1160°C，加热时间150min，出炉温度1140°C ;精轧开轧温度910°C，终轧温度795°C，精轧阶段累积压下率63.3%(60 — 22)，开冷温度775°C，冷却速度12.5°C /s，冷却采取前4组集管强冷，前4组集管冷却强度2500m3/h，后6组集管弱冷，后6组集管冷却强度1900m3/h，返红温度630°C。
[0034]实施例3
[0035]本实施例的C-Mn升级钢魏氏组织的控制方法，C-Mn升级钢化学成分质量百分比为:C:0.168%, Mn:0.91%, P:0.012%, S:0.007%, S1:0.21%, Als:0.036%, N 为 0.0058%,余量为Fe及不可避免的杂质；
[0036]所采取的钢种坯料厚度220mm，成品厚度为30mm ;加热温度1180°C，均热温度:1160°C，加热时间170min，出炉温度1140°C ;精轧开轧温度870°C，终轧温度790°C，精轧阶段累积压下率58.3% (72 — 30)，开冷温度770V，冷却速度14°C /s，冷却采取前4组集管强冷，前4组集管冷却强度3200m3/h，后6组集管弱冷，后6组集管冷却强度2300m3/h，返红温度 615。。。
[0037]实施例4
[0038]本实施例的C-Mn升级钢魏氏组织的控制方法，C-Mn升级钢化学成分质量百分比为:C:0.175%, Mn:0.98%, P:0.011%, S:0.004%, S1:0.18%, Als:0.035%，N 为 0.0045%，余量为Fe及不可避免的杂质；
[0039]所采取的钢种坯料厚度220mm，成品厚度为50mm ;加热温度1180°C，均热温度:1160°C，加热时间175min，出炉温度1140°C;精轧开轧温度810°C，终轧温度:780°C，精轧阶段累积压下率50%(100 — 50)，开冷温度772°C，冷却速度14.5°C /s，冷却采取前4组集管强冷，前4组集管冷却强度3500m3/h，后6组集管弱冷，后6组集管冷却强度2500m3/h，返红温度610°C。
[0040]通过与实施前的组织比较(见说明书附图)可以发现，魏氏组织明显得到较好的控制。另外按国标对各实施例钢板进行力学性能检测结果如表1所示，并相应检测实施前同一厚度规格的该钢种的性能。可以看出，实施后，强度指标未有多大变化，而韧性与塑性明显提闻。
【权利要求】
1.一种C-Mn升级钢魏氏组织的控制方法，其特征在于:具体按以下步骤控制: ㈠适用的所述C-Mn升级钢化学成分质量百分比为:C:0.15%-0.21%，Si ≤0.50，Mn:(1.0%, P:≤ 0.015%, S:≤ 0.010%, Als:0.010%_0.050%, N:0.002%_0.009%，余量为 Fe 及不可避免的杂质； ㈡适用的所述C-Mn升级钢的坯料厚度为150-220mm，适用的所述C-Mn升级钢的成品厚度为< 50_ ； ㈢加热温度工艺参数控制:加热温度1170-1180°C，均热温度1150-1160°C，加热时间控制为140-180min ;出炉温度控制在1130_1140°C ； ㈤轧制与冷却工艺参数控制:精轧开轧温度810-930 °C，保证精轧终轧温度.780-800°C，精轧阶段累积压下率50-70%，开冷温度760_780°C，冷却速度10_15°C /s，冷却采取前4组集管强冷，前4组集管冷却强度2000-3500 m3/h，后6组集管弱冷，后6组集管冷却强度 1500-2500 m3/h，返红温度 610°C _640°C。
2.如权利要求1所述的C-Mn升级钢魏氏组织的控制方法，其特征在于:所述C-Mn升级钢化学成分质量百分比为:C:0.17%, Mn:0.95%, P:0.009%, S:0.008%, S1:0.22%, Als:.0.025%，N为0.0050%，余量为Fe及不可避免的杂质； 所采取的钢种坯料厚度180mm，成品厚度为14mm ;加热温度1170°C，均热温度1160°C，加热时间148min，出炉温度1140°C;精轧开轧温度930°C，终轧温度800°C，精轧阶段累积压下率66.7%，开冷温度761 °C，冷却速度10°C /s，冷却采取前4组集管强冷，前4组集管冷却强度2000m3/h，后6组集管弱冷，后6组集管冷却强度1500m3/h ;返红温度639°C。
3.如权利要求1所述的C-Mn升级钢魏氏组织的控制方法，其特征在于:所述C-Mn升级钢化学成分质量百分比为:C:0.163%, Mn:0.97%, P:0.006%、S:0.005%、S1:0.24%、Als:.0.030%、N为0.0055%，余量为Fe及不可避免的杂质； 所采取的钢种坯料厚度180mm，成品厚度为22mm ;加热温度1175°C，均热温度1160°C，加热时间150min，出炉温度1140°C;精轧开轧温度910°C，终轧温度795°C，精轧阶段累积压下率63.3%，开冷温度775V，冷却速度12.5°C /s，冷却采取前4组集管强冷，前4组集管冷却强度2500m3/h，后6组集管弱冷，后6组集管冷却强度1900m3/h，返红温度630°C。
4.如权利要求1所述的C-Mn升级钢魏氏组织的控制方法，其特征在于:所述C-Mn升级钢化学成分质量百分比为:C:0.168%, Mn:0.91%, P:0.012%, S:0.007%, S1:0.21%, Als:.0.036%，N为0.0058%，余量为Fe及不可避免的杂质； 所采取的钢种坯料厚度220mm，成品厚度为30mm ;加热温度1180°C，均热温度:1160°C，加热时间170min，出炉温度1140°C;精轧开轧温度870°C，终轧温度790°C，精轧阶段累积压下率58.3%，开冷温度770V，冷却速度14°C /s，冷却采取前4组集管强冷，前4组集管冷却强度3200m3/h，后6组集管弱冷，后6组集管冷却强度2300m3/h，返红温度615°C。
5.如权利要求1所述的C-Mn升级钢魏氏组织的控制方法，其特征在于:所述C-Mn升级钢化学成分质量百分比为:C:0.175%, Mn:0.98%, P:0.011%, S:0.004%, S1:0.18%, Als:.0.035%，N为0.0045%，余量为Fe及不可避免的杂质； 所采取的钢种坯料厚度220mm，成品厚度为50mm ;加热温度1180°C，均热温度:1160°C，加热时间175min，出炉温度1140°C ;精轧开轧温度810°C，终轧温度:780°C，精轧阶段累积压下率50%，开冷温度772°C，冷却速度14.50C /s，冷却采取前4组集管强冷，前4组集管冷却强度3500m3/h，后6组集管弱冷，后6组集管冷却强度2500m3/h，返红温度610°C。
【文档编号】C21D8/00GK103572021SQ201310542562
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年11月5日 优先权日:2013年11月5日
【发明者】王从道, 尹雨群, 曾周燏 申请人:南京钢铁股份有限公司