一种高强塑高锰带钢的制造方法技术

高强塑高锰带钢的制造方法，其包括如下步骤：１）冶炼，高锰带钢成分重量百分比主要包括：Ｃ＜０．２％，Ｍｎ?１０～３０％，Ｓｉ?１～６％，Ａｌ?１～８％，余Ｆｅ；２）薄带连铸：辊速旋转线速率４５～１５０ｍ／ｍｉｎ；浇铸时中间包过热度：２５～６０℃，钢液液位：１５０～３５０ｍｍ，结晶辊辊缝预设为１．８～３．０ｍｍ；３）在线热轧：轧制温度９５０～１１５０℃，压下量１０～５０％，应变速率在１０～４５ｓ－１；带钢厚度１．０～１．６ｍｍ；４）卷取：卷取温度４００～７５０℃；５）酸洗；６）平整；７）剪切加工成成品卷。本发明专利技术得到等轴晶率较高、甚至全等轴晶高锰钢组织，避免明显的柱状晶界面，防止缩松或夹杂物聚集现象；屈服强度、延伸率、屈强比等性能指标在较大的范围内浮动，从而满足用户特定的需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，尤其是强塑积在30，000Mpa%以上 的Fe-Mn-Al-Si系高锰带钢的制造方法。
技术介绍
高锰钢广泛用作冲击摩擦磨损工件已有百年历史，但板带作为工程结构用钢近10 年来才逐断走向深入和明朗化，现已引起业界的广泛关注。经适当成分设计与制造流程，高 锰板带钢表现出优异的强度、塑性、加工硬化性、以及抗冲击安全性，在高速列车、汽车、高 架建筑等领域展示出诱人的应用潜力。(方园，梁高飞，等，“高锰板带钢及其制造技术”，《钢 铁》，2009，(1) :1)。高锰钢的典型成分体系主要有Fe-Mn-Al-Si系、Fe-Mn-C系两类。区别在于前者 含有较高含量的Al、Si元素，而C元素含量较低；后者利用C元素作为稳定奥氏体相的主 要合金元素。Fe-Mn-Si-Al系高锰钢的典型成分为C<0. 2%，Mn 10 30%，Sil 6%， All 8%，德国对该体系高锰钢的研究处于领先水平，主要集中在高锰钢的物理机械性 能，冷轧性能与织构研究。在国内，对材料的成分-机械性能进行了初步研究，并探讨了高 锰钢变形孪晶取向与制造工艺的关系，以及Nb的影响规律。在变形过程中，高锰TWIP(孪晶诱导塑性)钢稳定奥氏体相中形成孪晶，屈服强 度280Mpa，抗拉强度650Mpa，延伸率超过80%，且无低温韧脆转变。冷轧过程中，TWIP钢 以{110}<112>取向为主，密度随应变增大，并可出现{111}<110>、{111}<112>、{123}<634> 取向，晶粒旋转有利于孪晶形成。Nb增加层错能，抑制、—e相变，提高TWIP钢的延伸 率。高锰TRIP(相变诱导塑性)钢亚稳奥氏体转变为马氏体而同时提高强塑性，抗拉强度 达llOOMpa，延伸率55%。高锰钢中的Mn(彡23%)、C(彡0.6%)含量都较高，对利用连铸工艺生产提出很 高的技术要求，风险非常大。高锰钢铸造的困难主要在于凝固过程中Mn元素的微观偏析 导致凝固坯壳强度非常低，并且合金元素的宏观偏析比较严重。另外，由于Fe-Mn-Si-Al系 高锰钢中A1元素含量较高，在板坯连铸或模铸过程中，A1通常会在凝固时在晶界处发生偏 析，形成低熔点金属间化合物(Fe2Al5)，导致铸态组织的缺陷，热连轧时易开裂，材料的热塑 性很差；另外，A1会将钢水中的Si02和Mn02还原，增大钢水的粘度，破坏铸坯的表面和内部 质量。针对传统连铸-热轧工艺制造高锰钢的问题，一些国外钢铁公司，例如 TyhssenKrupp公司、P0SC0、萨尔茨吉特尝试利用近终形连铸连轧工艺，如薄板坯连铸连轧、 薄带连铸连轧进行生产。利用这类工艺制造高锰钢具有流程优势。对Fe-Mn-Si-Al系高锰钢的开发主要集中在德国。最近，德国公开了采用薄板坯 连铸连轧技术尝试制造高锰钢的方法，连铸厚度低于120mm板坯后，通过中间加热炉使其 温度均勻，然后直接4机架热连轧。不过，目前尚未看到薄板坯连铸连轧原形带钢。(专利 W02006/094718A1)。TyhssenKrupp公司尝试采用带式薄带连铸试验轧机制造出高锰钢热带卷，钢液经 过布流系统进入钢制(或铜制)传送带，其作用类同传统连铸工艺中的结晶器，下方带有强 水冷系统。连铸带钢进入在线热轧机组，层流冷却后卷曲。钢水重量为1.3t，宽度300mm， 传送带厚度0. 8mm,铸带厚度10 15mm，在线热轧后可达1mm以下，铸造速率在10 12m/ min之间。表面与边部质量良好，利用该工艺生产的高锰钢，抗拉强度800 1300Mpa，延伸 率20 50%之间。低温退火后，钢强度大幅提高；而高温退火使钢韧性大幅提高。因此， 可以通过后续工序灵活调整钢的各种特性。(Karl Heinz Spitzer等，“带钢直接铸造生产 新钢种的基本工艺技术研究”，《第一届中德(欧)冶金技术研讨会论文集》，212)。德国萨尔茨吉特公布了以生产高附加值钢铁产品为主的“萨尔茨吉特钢铁2012 年战略”，重要的一项就是利用BeST (Belt Strip Technology)技术在Peine地区建设一台 试验性的薄带连铸生产设备。萨尔茨吉特的目标是到2009年底通过这台试验生产设备实 现新型高锰钢的薄带连铸生产。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，Fe-Mn-Al-Si系高锰带 钢，得到等轴晶率较高、甚至全等轴晶高锰钢组织，避免明显的柱状晶界面，防止缩松或夹 杂物聚集现象；成分不变的前提下，屈服强度、延伸率、屈强比等性能指标在较大的范围内 浮动，从而满足用户特定的需求。本专利技术的构思是薄带连铸在双辊同径立式机组上进行，高锰钢液经大包、中间包 浇入由结晶辊和两侧封板组成的熔池内，两侧凝固坯壳在Kiss点接触，经结晶辊轧制后出 带(1.8 3. 0mm)。铸带经过冷却(空冷、或者气冷、或者水冷)后，到达在线热轧机组时满 足开轧温度，一道次以一定的应变速率轧制到设定的厚度(1. 0 1. 6mm)，按照冷却制度得 到温度满足要求的带钢进行卷取。对于薄规格(厚度小于1.0mm)的带钢，固溶处理后热轧 带钢进行冷轧，然后再次固溶处理。本专利技术的高强塑高锰带钢的制造方法，其包括如下步骤1)冶炼，高锰带钢成分重量百分比主要包括C < 0. 2%，Mn 10 30%，Si 1 6%, Al 1 8%，余 Fe ；2)薄带连铸辊速旋转线速率45 150m/min ；浇铸时中间包过热度25 60°C， 钢液液位150 350mm，结晶辊辊缝预设置为1. 8 3. 0mm ；3)在线热轧轧制温度950 1150°C，压下量10 50%，应变速率在10 45s—1 ； 带钢厚度1. 0 1. 6mm ；4)卷取卷取温度400 750°C ；5)酸洗；6)平整；7)根据产品要求剪切，加工成成品卷。进一步，在线热轧为单道次。薄规格(厚度小于1. 0mm)的带钢，本专利技术的制造方法，其包括如下步骤1)冶炼，高锰带钢成分重量百分比主要包括C < 0. 2%，Mn 10 30%，Si 1 6%, Al 1 8%，余 Fe ；2)薄带连铸辊速旋转线速率45 150m/min ；浇铸时中间包过热度25 60°C， 钢液液位150 350mm，结晶辊辊缝预设置为1. 8 3. 0mm ；3)在线热轧轧制温度范围950 1150°C，压下量10 50%，应变速率10 45s-1 ；带钢厚度1. 0 1. 6mm ；4)卷取温度范围400 750°C ；5)固溶处理温度1000 1100°C，时间彡1分钟，淬火；6)酸洗；7)冷轧压下量40 80% ；带钢厚度小于1. 0mm ；8)固溶处理温度1000 1100°C，时间彡1分钟，淬火；9)酸洗；10)平整；11)根据产品要求剪切，加工成成品卷。进一步，在线热轧为单道次。又，制得的高锰带钢材料具有奥氏体+铁素体+马氏体三相结构，在变形过程中具 有TRIP效应；或者具有单一奥氏体结构，在变形过程中具有TWIP效应。特别地，对于Mn含量重量百分比彡18%的高锰带钢，为得到延伸率在60%以上的 热轧带钢，所述的步骤4)中卷取温度应不低于600°C。高锰钢中Mn元素的蒸汽压高，容易挥发，直本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强塑高锰带钢的制造方法，其包括如下步骤：１）冶炼，高锰带钢成分重量百分比主要包括：Ｃ＜０．２％，Ｍｎ　１０～３０％，Ｓｉ　１～６％，Ａｌ　１～８％，余Ｆｅ；２）薄带连铸：辊速旋转线速率：４５～１５０ｍ／ｍｉｎ　浇铸时中间包过热度：２５～６０℃，钢液液位：１５０～３５０ｍｍ，结晶辊辊缝预设置为：１．８～３．０ｍｍ；３）在线热轧：轧制温度９５０～１１５０℃，压下量１０～５０％，应变速率在１０～４５ｓ－１；带钢厚度１．０～１．６ｍｍ；４）卷取：卷取温度４００～７５０℃；５）酸洗；６）平整；７）根据产品要求剪切，加工成成品卷。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：梁高飞，方园，于艳，刘俊亮，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]