在冷加工后具有优越均匀延伸率的热轧钢板及其生产工艺制造技术

在冷加工后有３４－６２ｋｇｆ／ｍｍ↑［２］的拉伸强度和良好延伸率的热轧钢板及其生产工艺，且生产率不降低。该热轧钢板含有０. ０４％－０. ２５％的Ｃ、０. ００５０％至０. ０１５０％的Ｎ和０. ００３％至０. ０５０的Ｔｉ，也含有０. ０００８％至０. ０１５％的有１μｍ至３μｍ的平均颗粒尺寸并弥散在其基体中的ＴｉＮ，还有０. １０％至０. ４５％的碳当量（ＷＥＳ）。工艺包括将上述钢板坯加热至１０００至１３００℃，轧制，至少在转变点Ａｒ↓［３］精轧，从至少５００℃空冷或在至少５００℃卷取并空冷，所得钢组织有５％至２０％的珠光体相。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在冷加工工艺之后有极好的均匀延伸率和高的拉伸强度的普通结构用和焊接结构用热轧钢板和薄板，并涉及生产该种产品的工艺。近年来随着结构用热轧钢板和薄板的品质改进和生产技术的重大进步，对具有极好的塑性变形能力的钢产品的需求日益增加，特别是在建筑业和土木工程领域从抗震设计的观点出发更是如此，并且要求钢板具有高强度，低屈服比和高的均匀延伸率。为适应这一要求，例如在Kokai(日本未审查专利公开No.57-16118中就公开了一种生产用于油井的低屈服比电焊管的工艺，其中管子的含碳量增加到0.26%至0.48%，并且Kokai(日本未审查专利公开)No.57-16119公开了一种用于生产含碳量为0.10%至0.20%的高拉伸强度、低屈服比的电焊管工艺。在这两种工艺中，不需要热处理的电焊管的制造需要通过生产一种低屈服比的热轧钢板或薄板来完成，并且在应变量受到限制的同时冷加工上述钢制产品，由此加工硬化量不会变大。另外，Kokai(日本未审查专利公开)No.4-176818中提出了一种用于生产抗震性能良好的圆钢管或方钢管的工艺，该方法是通过对无应变铁素体-珠光体双相结构进行热加工，在热加工后控制其冷却率并进行热处理而实现的。但是，所有上述工艺都大大降低了生产率，并且前一工艺还显著地降低了焊接性。因此，这些工艺在目前必然不能满足工业领域的要求。除了上述公开文件，Kokai(日本未审查专利公开)No.4-48048与KoKai(日本未审查专利公开)No.4-99248公开了用以通过在钢基体中弥散氧化物夹杂而改善焊接热影响区韧性的技术。在前一专利公开文本中的氧化物夹杂的颗粒尺寸为0.5μm或更小并且有(Ti，Nb)(Q，N)复合结晶相。在后一专利公开文本中氧化物夹杂的颗粒尺寸为1μm或更小并具有Ti(O，N)复合结晶相。这些专利公开的技术在分散外相与目的方面都与本专利技术有本质上的不同。一般说来，强度较高的钢都显示出较高的屈服比和较低的延展性，因此使其均匀延伸率降低。尤其在将钢冷加工成圆钢管、方钢管、型钢、板桩等时，由于加工应变引起的加工硬化的影响，其均匀延伸率要显著降低。本专利技术已经成功地解决了上述问题，并且本专利技术的目的就是提供即使在将其冷加工成圆管、方管、型钢、板桩等到生产率并不降低这样一种普通程度之后仍具有优越的均匀延伸率并具有高拉伸强度(至少34kgf/mm2)的热轧钢板和薄板。为了达到上述目的，本专利技术的专利技术人已经仔细地研究了钢的化学成份与晶体结构以及由此得到的机械性能之间的关系，经过冷加工的钢的机械性能与轧制状态的钢的机械性能之间的关系，等等。由此，本专利技术的专利技术人已经得到以下认识就普通结构用和焊接结构用钢，特别是最大量用于建筑业和土木工程领域的具有拉伸强度为34至62kgf/mm2的热轧钢板或薄板而言，热轧状态产品(其均匀延伸率随拉伸强度的提高而降低)的拉伸强度与均匀延伸率之间的关系与它们在冷加工后的关系大致一致，而且两种情况下的关系可以用同一曲线来近似表示;虽然热轧状态钢与冷加工钢两者都显示出随着钢中N的增加，强度提高而均匀延伸率降低的特性，但通过进一步增加Ti，即使在钢具有高的强度时，也可恢复均匀延伸率，并可得到高的均匀延伸率，上述关系在此时不再保持。这一认识可以参考图2进一步说明如下。图2是一张曲线图，它表示由热轧状态钢产品和冷加工钢产品(方钢管)所得到的TS(拉伸强度，kgf/mm2)与Elu(均匀延伸率，%)之间的关系，所用的钢为表1中所列的S-1(比较例)、S-2(比较例)、T-1(举例)和T-2(举例)，S-1、T-1和T-2按表2所示的生产工艺B生产，S-2按生产工艺C生产。S-1中的Ti和N的含量都低于本专利技术的下限。虽然S-2中的N含量在本专利技术的范围之内，但Ti的含量较低并低于本专利技术的下限。在生产工艺C中，精轧温度较低并低于转变点Ar3。在图2中，就TS与Elu之间的关系而言，S-1的热轧状态钢板或薄板显示出高的TS与Elu。但是，随着TS的增加，S-1的方钢管显示出Elu的急剧降低。在S-2的情况下，上述关系更加明显。当TS较高时，热轧状态钢板或薄板显示出10%或更小的Elu，虽然它们可以在TS较低时显示出较高的Elu。用冷加工制成的方管在多数情况下显示出10%或更小的Elu，并随TS增大而使Elu进一步降低。这就是说，在S-1和S-2的情况下，冷加工钢产品显示出Elu随TS的增加而急剧降低的趋势。与之相反，在T-1和T-2的情况下，热轧状态钢板或薄板显示出即使在TS增加时Elu也几乎不降低的特性。由此得到的冷加工产品显示出其Elu有很少程度的降低，并且几乎不受TS增加的影响。这就是说，含有适量添加的N和Ti的本专利技术的钢显示出即使在冷加工后，随着拉伸强度的提高，均匀延伸率也几乎不降低的特性。特别是本专利技术的一种具有TS至少为47kgf/mm2的钢可显示出本专利技术的效果。如上所述，作为普通结构用和焊接结构用钢，本专利技术的钢具有卓越的性能。基于上述事实，本专利技术已经达到了本专利技术的目的，并且本专利技术的主题是在冷成形后具有34至62kgf/mm2的拉伸强度和优越的均匀延伸率的高强度热轧钢板和薄板，上述钢板和薄板含有0.040%至0.25%的C，0.0050%至0.0150%的N和0.003%至0.050%的Ti，同时含有0.0008%至0.015%、平均尺寸由1μm至30μm并弥散在钢基体中的TiN，并且含有0.10%至0.45%的碳当量(WES)，在制备钢板及薄板时，将含有上述成分的板坯加热至1000至1300℃的热轧温度，轧制板坯，在至少为转变点Ar3的温度精轧，然后将轧制产品空冷至至少为500℃的温度或将轧制产品在至少为500℃的温度卷取并将卷取产品空冷从而在钢的组织中形成其总量折算成面积百分率为5%至20%的珠光体相，本专利技术的主题还在于生产上述产品的生产工艺。附图说明图1(A)表示一显微照相图片(放大400倍)，说明用本专利技术的钢〔表4中的T-2(中间部分)钢，含有15.2%的珠光体相〕制取的方管的平面部分的金相组织。图1(B)表示一显微照相图片(放大400倍)，说明用比较用钢〔表4中的S-2钢(厚度(t)＝3.2mm)，含有4%的珠光体相〕制取的方管的平面部分的金相组织。图2表示表4中的各种热轧钢板与方管的拉伸强度和均匀延伸率之间的关系。下面详细说明本专利技术。在本专利技术中，首先用传统的生产步骤制造一种由0.040%至-0.25%的C、0.0050%至0.0150%的N、0.003%至0.050%的Ti组成，其碳当量(Ceq)的范围为0.10%至0.45%，其余为Fe与不可避免的杂质的低合金钢板坯，它是由诸如转炉或电炉的熔化炉生产的钢水经过连续铸造制成的或是将钢水制成钢锭并将钢锭经过初轧制成的。在本专利技术中，将钢中的成份如上所述加以规定，其理由说明如下。C是决定钢的强度和钢组织中的珠光体相的总量的重要成份。当具有拉伸强度至少为34kgf/mm2的热轧钢板或薄板在钢的组织中含有所占面积率少于5%的珠光体相时，其冷成形之后的均匀延伸率要显著降低。这是因为珠光体可保证钢的强度，防止位错密度增加，并可保持塑性形变能力。另外，当热轧钢板含有所占面积率为20%或更多的珠光体相时，可使钢的硬度增加，塑性本文档来自技高网...

【技术保护点】
在冷加工之后有优越的均匀延伸率的高强度热轧钢板及薄板，含有按重量折算为０. ０４％至０. ２５％的Ｃ，０. ００５０％至０. ０１５０％的Ｎ和０. ００３％至０. ０５０％折Ｔｉ，所述钢板及薄板具有按下述公式确定的０. １０％至０. ４５％的碳当量（Ｃｅｑ）和按面积百分率折算，总量为５％至２０％的珠光体相，它还含有具有平均颗粒尺寸为１μｍ和３０μｍ并弥散在其中的、按重量折算由０. ０００８％至０. ０１５％的ＴｉＮ：Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｓｉ／２４＋Ｍｎ／６＋Ｎｉ／４０＋Ｃｒ／５＋Ｍｏ／４＋Ｖ／１４。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：矢野清之助，森山康，原孝司，中野义一，持木宏，长田君，
申请(专利权)人：新日本制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]