一种Rel≥400MPa的含Ti低锰低硅热轧钢及用CSP线生产方法技术

一种Rel≥400MPa的含Ti低锰低硅热轧钢，其组分及wt%为：C：0.070%～0.20%，Si：不超过0.05%，Mn：0.10%～0.50%，P：≤0.015%，S：≤0.005%，N：≤0.006%，Als：0.015～0.060%，Ti：0.05～0.20%；用CSP生产步骤：冶炼并连铸成坯；对连铸坯加热；轧制；层流冷却；卷取；自然冷却至室温。本发明专利技术提供了一种钢中尺寸小于10nm的TiC比例在50%以上，组织为铁素体+珠光体，或铁素体+贝氏体组织；并通过采用适量的廉价Ti微合金，减少钢中Mn和Si的使用量，可使成本比现有技术降低不低于10%；屈服强度在345～700MPa，抗拉强度在400～800MPa，延伸率≥20%，产品的带状组织明显减轻，延伸率明显提高，表面质量和焊接性能大大提高，产品的综合力学性能得到提升。

【技术实现步骤摘要】
一种Rel≥400MPa的含Ti低锰低硅热轧钢及用CSP线生产方法
本专利技术涉及一种低合金高强度结构用钢及生产方法，具体地属于一种Rel≥400MPa的含Ti低锰低硅热轧钢及用CSP线生产的方法。
技术介绍
目前国内低合金高强度结构钢涵盖了屈服强度从345MPa到690MPa的系列钢材，在实际生产中，为了满足钢材强度的需要，在钢中添加了0.60%以上，最高2.0%的合金元素Mn，也添加了其它合金元素Si、Nb、V等合金元素。合金元素Mn在钢中容易导致板坯中心偏析和表面铁皮和裂纹等问题，且Mn含量过高也影响材料的焊接性能。另外添加合金元素也直接增加了钢材的制造成本。近年来，随着Ti微合金化技术的进步，Ti微合金被广泛应用于钢材的生产中。经检索：中国专利公开号为CN103614627A的文献，其公开了一种含Ti系列钢的柔性生产技术，其产品的屈服强度420~680MPa，抗拉强度最高达到760MPa，延伸率最高达到30%，其化学成分为，C：0.04~0.08%，Si：≤0.05%，Mn：0.60~1.20%，Als：0.02~0.05%，P：≤0.015%，Ti：0.07~0.10%，S≤0.010%，N≤0.005%，主要工艺参数为加热温度1150~1300℃，终轧温度850~950℃，终冷温度550~750℃，层流冷却速度5~50℃/s。还有中国专利公开号为CN102839321A的文献，其公开了一种屈服强度大于500MPa的超薄热轧板带及其制造方法，其化学成分为C：0.02~0.07%，Si：≤0.50%，Mn：0.50~1.40%，Al：0.01~0.20%，P：≤0.030%，Ti：0.03~0.11%，N≤0.005%，S≤0.010%，O≤0.004%，或C：0.17~0.20%，Si：≤0.50%，Mn：0.50~0.90%，Al：0.01~0.20%，P：≤0.030%，Ti：0.03~0.08%，N≤0.005%，S≤0.010%，O≤0.004%，主要工艺参数加热温度1180~1250℃，终轧温度870~930℃，层流冷却速率30~70℃/s，卷取温度560~680℃。还有中国专利公开号为CN1785543A的文献，其公开了一种采用Ti微合金化生产高强耐候钢板的工艺，其化学成分为C：0.04~0.07%，Si：0.30~0.50%，Mn：0.40~1.20%，Alt：0.025~0.035%，P：≤0.075~0.10%，Ti：0.020~0.15%，N≤0.006%，S≤0.005%，O≤0.004%，Cu：0.20~0.40%，Ni：0.15~0.35%，Cr：0.30~0.50%，O≤0.003%，主要工艺参数铸坯入炉温度900~1100℃，加热温度1050~1180℃，终轧温度850~910℃，卷取温度550~650℃。上述三个现有专利存在的主要不足在于钢中添加了较高的Mn。Mn高一是对钢材的力学性能尤其冷弯性能产生不利影响，其二是显著增加了钢材的制造成本。另外，在生产工艺中，由于采用了较低的冷却速度，因此钢中容易形成较粗大的铁素体组织，降低钢材的强度，且容易在晶界析出大颗粒的TiC粒子，降低钢材的强度，抑制了钢中Ti的强化作用。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的不足，提供一种钢中尺寸小于10nm的TiC比例在50%以上，组织为铁素体+珠光体，或铁素体+贝氏体组织，屈服强度在345~700MPa，抗拉强度在400~800MPa，延伸率≥20%的Rel≥400MPa的含Ti低锰低硅热轧钢及生产方法。实现上述目的的措施：一种Rel≥400MPa的含Ti低锰低硅热轧钢，其组分及重量百分比含量为：C：0.070%~0.20%，Si：不超过0.05%，Mn：0.10%~0.50%，P：≤0.015%，S：≤0.005%，N：≤0.006%，Als：0.015~0.060%，Ti:0.05~0.20%，其余为Fe和不可避免的杂质；钢中尺寸小于10nm的TiC比例在50%以上，组织为铁素体+珠光体，或铁素体+贝氏体组织，屈服强度在345~700MPa，抗拉强度在400~800MPa，延伸率≥20%。用CSP线生产一种Rel≥400MPa的含Ti低锰低硅热轧钢的方法，其步骤：1）冶炼并连铸成坯；2）对铸坯加热：控制铸坯入炉温度在50~1000℃，出炉温度在1050℃~1250℃，铸坯在炉时间10~200min；3）进行轧制：控制终轧温度在800~920℃；4）进行层流冷却：进行三段层流冷却，前段冷却速率50~200℃/s，中间空冷段冷却时间2~20s，后段冷却速率5~30℃/s；5）进行卷取，卷取温度控制在580℃~650℃；6）自然冷却至室温。优选地：终轧温度840~900℃；优选地：前段冷却速率70~200℃/s，中间空冷段冷却时间5~20s，后段冷却速率10~30℃/s；优选地：卷取温度590~630℃。本专利技术中各组分及主要工艺的机理及作用C：碳在钢中主要起固溶强化作用，并与钢中的Ti形成TiC细小颗粒，起到固溶强化和析出强化的作用，有效提高钢材的强度和耐疲劳性能。碳含量低于0.07%时，C的强化作用太小，碳含量高于0.20%时，钢中铁素体含量减少，而珠光体增加，降低钢材的塑性和延伸性，另外碳含量过高也会影响钢材的焊接性能，因此钢中的C含量选择为0.07%~0.20%。Mn：Mn在钢中起固溶强化作用，含量过低，强化作用太小，因此最低Mn含量为0.05%，Mn含量过高容易在板带厚度中心形成偏析，降低产品延伸性，因此最高Mn含量为0.50%，且过高Mn含量显著增加钢材制造成本。Si：Si含量过高，容易造成表面缺陷，因此最高Si含量限定在0.05%。P：P为钢中的杂质元素，易于在晶界偏聚，影响产品的韧性，因此其含量越低越好。根据实际控制水平，应控制在0.015%以下。S：S为钢中的杂质元素，易在晶界产生偏聚，且与钢中的Fe形成低熔点的FeS，降低钢材的韧性，炼钢时应充分去除，应控制在0.005%。N：N为钢中的杂质元素，降低钢材的韧性，容易和钢中Al、Ti形成AlN和TiN，含量过高，易形成粗大的AlN和TiN，因此尽量降低其含量，应控制在0.006%以下。Al：Al在钢中起到固溶强化作用，且Al在炼钢过程中起到脱氧的作用，因此钢中Al的最低含量为0.015%，但Al含量过高容易与钢中的N形成粗大的AlN颗粒，造成钢材的韧性降低，因此Al最高含量为0.060%。Ti：Ti在钢中起到固溶强化作用，Ti与钢中的C在铁素体基体上形成纳米TiC，提高铁素体基体的强度和抗疲劳性。Ti还可以与钢中的N形成TiN，组织钢材加热时的晶粒长大。因此Ti的最低含量为0.05%。但Ti含量过高容易形成粗大的TiC颗粒，和粗大的TiN，从而降低钢材的韧性，且Ti含量过高增加成本，最高为0.20%。在本专利技术中，之所以控制层流冷却为三段冷却，且前段冷却速率在50~200℃/s,是因为前段层流冷却速率太低容易使钢中析出粗大的TiC颗粒，降低钢材的强度，且容易形成粗大的铁素体晶粒。冷却速率高于200℃/s时，容易造成板带表面应力分布不均，造成板形不良，且容易产生低温组织，降低钢材的性能。中间空冷2~20s有利于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Rel≥400MPa的含Ti低锰低硅热轧钢，其组分及重量百分比含量为：C：0.070%~0.20%，Si：不超过0.05%，Mn：0.10%~0.50%，P：≤0.015%，S：≤0.005%，N：≤0.006%，Als：0.015~0.060%，Ti:0.05~0.20%，其余为Fe和不可避免的杂质；钢中尺寸小于10nm的TiC比例在50%以上，组织为铁素体+珠光体，或铁素体+贝氏体组织，屈服强度在345~700MPa，抗拉强度在400~800MPa，延伸率≥20%。

【技术特征摘要】
1.用CSP线生产一种Rel≥400MPa的含Ti低锰低硅热轧钢的方法，其步骤：所述含Ti低锰低硅热轧钢的组分及重量百分比含量为：C：0.080%~0.20%，Si：不超过0.05%，Mn：0.10%~0.50%，P：≤0.015%，S：≤0.005%，N：≤0.006%，Als：0.015~0.060%，Ti:0.11~0.20%，其余为Fe和不可避免的杂质；钢中尺寸小于10nm的TiC比例在50%以上，组织为铁素体+珠光体，或铁素体+贝氏体组织，屈...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭文，韩斌，蔡珍，魏兵，
申请(专利权)人：武汉钢铁集团公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42