一种280MPa级低合金高强钢及其制造方法与流程

本申请属于冶金
技术领域：
，具体涉及一种280mpa级低合金高强钢及其制造方法。
背景技术：
：低合金钢是在普通碳素钢基础上，添加含量一般在3％以下的合金元素而形成的钢种。由于这类钢的强度显著高于相同碳含量的碳素钢，因而被称为低合金高强度钢(high-strengthlow-alloysteel，hsla)。低合金高强度钢被广泛应用于冲压轿车的结构件、加强件等零件中。目前国内常用牌号屈服强度为260mpa、300mpa两个强度级别，如中国发明申请“冷轧低合金高强钢板的生产方法”(申请号cn201710355829)，生产的即为屈服强度260mpa级低合金高强钢板和屈服强度300mpa级低合金高强钢板。目前国内无280mpa强度级别低合金高强度钢，且260mpa、300mpa强度级别低合金高强度钢难以同时满足力学性能指标屈强比≥0.75和伸长率a80mm≥28％要求。技术实现要素：为解决上述技术问题，本发明提供了一种280mpa级低合金高强钢及其制造方法，该级别钢种具有高屈强比、高延伸率的优点，屈强比≥0.75，伸长率a80mm≥28％。实现本发明目的所采用的技术方案为，一种280mpa级低合金高强钢的制造方法，包括如下步骤：冶炼钢坯，控制所述钢坯中各化学成分及其质量百分比为：碳：0.02～0.06％；锰：0.2～0.6％；全铝：0.02～0.06％；铌：0.03～0.06％；限制硅元素的含量小于或等于0.05％；限制磷元素的含量小于或等于0.015％；限制硫元素的含量小于或等于0.012％；限制氮元素的含量小于或等于0.006％；其余为铁和不可避免杂质；对冶炼得到的所述钢坯进行连铸，得到铸坯；对连铸后的所述铸坯进行热轧，得到热轧板；对热轧后的所述热轧板进行冷轧，得到冷轧板；对冷轧后的所述冷轧板进行退火，最终获得所述280mpa级低合金高强钢。进一步地，所述对连铸后的所述铸坯进行热轧，包括：将所述铸坯从室温进行加热，经过粗轧、精轧获得所述热轧板，加热温度为1180～1280℃，保温1.5～4.5小时，热轧终轧温度为850～920℃。进一步地，所述对连铸后的所述铸坯进行热轧，还包括：将所述热轧板进行层流冷却，冷却后卷取成热轧卷，卷取温度为620～700℃。进一步地，所述热轧过程中，在温度1150℃时开轧。进一步地，所述对热轧后的所述热轧板进行冷轧，包括：将所述热轧板自然冷却后通过酸洗、冷轧获得冷轧板，冷轧总压下率为55～80％。进一步地，所述对冷轧后的所述冷轧板进行退火，包括：对所述冷轧板进行连续退火获得带钢，将退火后所述带钢经过热镀锌，最终获得所述280mpa级低合金高强钢。进一步地，所述连续退火包括：所述冷轧板由连续退火炉的预热段进入所述连续退火炉，并在所述连续退火炉内的还原性气氛中将所述冷轧板加热至200℃；在所述连续退火炉的加热段将所述冷轧板进一步加热到760～830℃，保温50～70s；在所述连续退火炉的缓冷段将所述冷轧板冷却至640～700℃；在所述连续退火炉的快冷段将所述冷轧板冷却至450～490℃，得到退火后带钢。进一步地，所述冷轧板在所述连续退火炉的加热段中的均热温度为730～800℃。进一步地，所述将退火后所述带钢经过热镀锌，包括：将所述带钢入锌锅镀锌，所述带钢入锌锅时的温度为460±10℃，得到热镀锌带钢；将所述热镀锌带钢经平整后卷取成成品，平整延伸率为0.9～1.6％，获得所述280mpa级低合金高强钢。基于同样的发明构思，本发明还提供了一种280mpa级低合金高强钢，所述280mpa级低合金高强钢的各化学成分及其质量百分比为：碳：0.02～0.06％；锰：0.2～0.6％；全铝：0.02～0.06％；铌：0.03～0.06％；硅：≤0.05％；磷：≤0.015％；硫：≤0.012％；氮：≤0.006％；其余为铁和不可避免杂质。由上述技术方案可知，本发明提供的280mpa级低合金高强钢及其制造方法，通过在常用260mpa、300mpa强度级别低合金高强钢成分基础上降低碳元素含量、提高铌元素含量，通过优化成分设计，调整和优化热轧、冷轧退火工艺参数、平整工艺参数，采用低温卷取、冷轧大压下率、高温退火的工艺路径，成功生产出了280mpa级高屈强比高延伸率低合金高强钢。本发明所生产的280mpa级低合金高强钢，具有优异的综合力学性能，尤其是屈强比≥0.75、伸长率a80mm≥28％。附图说明图1为本发明实施例中280mpa级低合金高强钢的制造方法的流程图。具体实施方式为了使本申请所属
技术领域：
中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。实施例1：本发明实施例提供一种280mpa级低合金高强钢的制造方法，应用于c-mn-nb成分体系的低合金高强钢中，如图1所示，包括如下步骤：步骤1：冶炼钢坯，控制钢坯中各化学成分及其质量百分比为：碳：0.02～0.06％；锰：0.2～0.6％；全铝：0.02～0.06％；铌：0.03～0.06％；限制硅元素的含量小于或等于0.05％；限制磷元素的含量小于或等于0.015％；限制硫元素的含量小于或等于0.012％；限制氮元素的含量小于或等于0.006％；其余为铁和不可避免杂质。步骤2：对冶炼得到的钢坯进行连铸，得到铸坯。步骤3：对连铸后的铸坯进行热轧，得到热轧板，具体如下：步骤31：将铸坯从室温进行加热，经过粗轧、精轧获得热轧板，加热温度为1180～1280℃，保温1.5～4.5小时，在温度1150℃时开轧，热轧终轧温度为850～920℃。步骤32：将热轧板进行层流冷却，冷却后卷取成热轧卷，卷取温度为620～700℃。步骤4：对热轧后的热轧板进行冷轧，得到冷轧板；具体为：将热轧板自然冷却后通过酸洗、冷轧获得冷轧板，一定的冷轧压下率是随后连续退火再结晶的驱动力，并决定了再结晶形核点的多少，本实施例中，根据不同的带钢厚度规格，将冷轧压下率控制在55～80％。步骤5：对冷轧后的冷轧板进行退火，具体为对冷轧板进行连续退火获得带钢，将退火后带钢经过热镀锌，最终获得280mpa级低合金高强钢，具体如下：步骤51：冷轧板由连续退火炉的预热段进入连续退火炉，并在连续退火炉内的还原性气氛中将冷轧板加热至200℃，本实施例中，连续退火炉内的还原性气氛中介质为h2和n2。该操作的目的是为尽量减少产品再结晶前内应力，使得产品再后续处理过程中不出现由于内应力过大而发生炉内瓢曲。在h2和n2介质中处理目的为保证产品带钢表面不发生氧化，最终能够得到表面光亮的钢材基板。步骤52：在连续退火炉的加热段将冷轧板进一步加热到760～830℃，保温50～70s，其中冷轧板在连续退火炉的加热段中的均热温度为730～800℃。步骤53：在连续退火炉的缓冷段将冷轧板冷却至640～700℃，此过程使得产品冷却时内应力减少，防止带钢从高温再结晶温度冷却过程中出现温度骤然降低引起产品瓢曲变形，使得产品能保持良好板形。步骤54：在连续退火炉的快冷段将冷轧板冷却至450～490℃，得到退火后带钢，该操作的目的为迅速冷却至目标温度，控制最终产品的固溶碳含量，最终控制成品性能。步骤55：将带钢入锌锅镀锌，带钢入锌锅时的温度为460±10℃，得到热镀锌带钢。步骤56：经镀后冷却段将热镀锌带钢水冷却至室温，将热镀锌带钢经平整后卷取成成品，获得280mpa级低合金高强钢，本实施例中平整延伸率为0.9～1.6％，通过适当平整，能消除退火产品最初的屈服平台，解决成品在冲压时出现吕德斯带缺陷，同时也使得产品获得一定的粗糙度，改善表面质量，以满足汽车外板件表面质量要求。本发明通过在常用260mpa、300mpa强度级别低合金高强钢成分基础上降低碳元素含量、提高铌元素含量，通过优化成分设计，调整和优化热轧、冷轧退火工艺参数、平整工艺参数，采用低温卷取、冷轧大压下率、高温退火的工艺路径，成功生产出了280mpa级高屈强比高延伸率低合金高强钢，具有优异的综合力学性能，尤其是屈强比≥0.75、伸长率a80mm≥28％。实施例2：基于同样的发明构思，本实施例提供一种280mpa级低合金高强钢，各化学成分及其质量百分比为：碳：0.02～0.06％；锰：0.2～0.6％；全铝：0.02～0.06％；铌：0.03～0.06％；硅：≤0.05％；磷：≤0.015％；硫：≤0.012％；氮：≤0.006％；其余为铁和不可避免杂质。该钢种具有优异的综合力学性能，尤其是屈强比≥0.75、伸长率a80mm≥28％，单利500元/吨，月需求量2000吨，年效益12*2000*500/10000＝1200万元。下面给出不同化学成分的280mpa级低合金高强钢在不同生产工艺条件下的力学性能特点，其中，各不同化学成分的280mpa级低合金高强钢见表1，热轧和冷轧生产工艺中的参数见表2，热镀锌生产工艺中的参数见表3，最终得到的成品的力学性能见表4。表16组不同280mpa级低合金高强钢的化学成分控制序号c(％)si(％)mn(％)p(％)s(％)alt(％)nb(％)n(％)10.0280.010.390.0110.0060.0450.040.002420.0510.030.410.0070.0030.040.030.002730.0400.010.280.0150.0060.0320.030.00240.0370.030.400.0070.0060.0420.050.002450.0330.010.380.0080.0050.040.060.002860.0410.030.510.0070.0030.040.030.0027表2热轧工艺与冷轧压下率序号终轧温度,℃卷取温度,℃冷轧压下率,％188066074.00％285068071.43％387065067.50％491070066.67％589069063.64％690067056.36％表3热镀锌生产工艺参数序号退火均热温度,℃缓冷温度,℃快冷出口温度,℃平整延伸率,％18006404601.227407004701.137706804501.347506904701.057806704801.267606804901.6表4成品的力学性能序号rp0.2,mparm,mpaa80,％屈强比131139432.50.792306392360.783325400340.814300393370.76532238637.50.83631339734.50.79通过上述实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：本发明通过在冶炼钢坯的过程中，控制钢坯中的各化学成分为：碳：0.02～0.06％；锰：0.2～0.6％；全铝：0.02～0.06％；铌：0.03～0.06％；限制硅元素的含量小于或等于0.05％；限制磷元素的含量小于或等于0.015％；限制硫元素的含量小于或等于0.012％；限制氮元素的含量小于或等于0.006％；其余为铁和不可避免杂质。再对冶炼得到的钢坯依次进行连铸、热轧、冷轧和生产，最终得到一种280mpa级高屈强比高延伸率低合金高强钢，具有优异的综合力学性能：屈服强度rp0.2：280mpa～330mpa；抗拉强度rm：380mpa～430mpa；屈强比≥0.75；伸长率a80mm≥28％；硬度hrb：63～72。尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。当前第1页12