一种高强度高塑性超细晶钢板及其生产工艺制造技术

一种高强度高塑性超细晶钢板，钢板成分以重量百分比计为含有C：0.05‑0.15％、Si：0.5‑0.6％、Mn：2.20‑2.50％、Cr：0.5‑3.5％、Ni：0.3‑1.3％、Al：0.05‑0.8％、P：≤0.010％、S：≤0.002％、N：0.002‑0.0035％、B：0.001‑0.003％、其余为Fe和不可避免的杂质；钢板的微观组织铁素体晶粒尺寸平均为3.0‑4.0μm，碳化物平均粒径在20‑40nm，还有富Cu相析出，富Cu相中含有CuS、CuCrN，组织中以体积百分比计为超细晶铁素体占92‑94％、其余为珠光体和/或贝氏体；屈服强度为1200‑1320MPa，抗拉强度为1400‑1500MPa，伸长率为26‑29％。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度高塑性超细晶钢板及其生产工艺
本专利技术属于钢铁材料
，特别涉及一种高强度高塑性超细晶钢板及其生产工艺。
技术介绍
随着对汽车节能减重、安全环保意识的加强，大量的高强钢用于汽车行业，如双相钢、TRIP钢等。大多应用于轿车的内板或结构件、加强件。如何在保证冲压要求的前提下进一步提高轿车外板用材强度，同时进一步增强汽车外部的抗凹性及耐蚀性，寻求一种新型的增强护板更新换代材料越来越成为材料供给商和汽车设计工程师追求的目标之一。高强钢中一般含有较多合金元素，铸造过程中容易发生成分偏析，造成后续的材料由于成分和组织的不均匀，造成局部变形能力下降，即扩孔率和冷弯性差等。另外，钢中均不可避免存在夹杂物，塑性夹杂物在钢的轧制过程中会发生延展，成为微观裂纹源，进一步降低钢的局部成形能力。高强钢还存在延迟开裂的可能，钢板在成形后一般存在内应力，会造成裂纹的扩展，在内应力的作用下呈现逐步裂纹扩展和最终开裂的“延迟开裂现象”。延迟开裂对应高强钢应用是一个重要的问题，由于延迟开裂不容易发现，在零件使用过程中逐步发生，可能造成一系列事关安全的问题。随着市场对钢铁材料高性能需求的提高，越来越多的新钢种被开发和应用。强韧化是钢铁行业对结构材料的基本要求，人们一直致力于提高低碳钢的屈服强度、降低韧脆转变温度。钢铁材料强化方法有相变强化、沉淀强化、弥散强化、固溶强化及细晶强化等，细晶强化在普通结构钢中的强化效果最明显，也是唯一能同时增加强度和韧性的方法。超细晶粒钢就是通过细晶强化来提高钢材屈服强度的。但目前在生产中的应用其实还并不广泛，主要是由于组织结构控制不太稳定，性能差异较大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高强度高塑性超细晶钢板及其生产方法。该钢板屈服强度为1200-1320MPa，抗拉强度为1400-1500MPa，伸长率为26-29％。技术方案如下：1.一种高强度高塑性超细晶钢板，钢板成分以重量百分比计为含有C：0.05-0.15％、Si：0.5-0.6％、Mn：2.20-2.50％、Cr：0.5-3.5％、Ni：0.3-1.3％、Al：0.05-0.8％、P：≤0.010％、S：≤0.002％、N：0.002-0.0035％、B：0.001-0.003％、其余为Fe和不可避免的杂质。2.一种高强度高塑性超细晶钢板，钢板成分以重量百分比计为：C：0.11-0.14％、Si：0.5-0.6％、Mn：2.20-2.50％、Cr：2-3％、Ni：1.0-1.2％、Al：0.5-0.8％、Cu：0.2-0.3％、Mo：0.3-0.4％、Co：0.15-0.25％、W：0.15-0.25％、Nb：0.15-0.2％、Ti：0.1-0.15％、Ta：0.05-0.1％、P：≤0.010％、S：≤0.002％、N：0.002-0.0035％、B：0.001-0.003％、其余为Fe和不可避免的杂质，经冶炼、精炼、连铸、粗轧、精轧、卷取、酸洗、平整、性能检测、包装、最终产品，最终钢板的微观组织铁素体晶粒尺寸平均为3.0-4.0μm，碳化物平均粒径在20-40nm，还有富Cu相析出，富Cu相中含有CuS、CuCrN，组织中以体积百分比计为超细晶铁素体占92-94％、其余为珠光体和/或贝氏体；屈服强度为1200-1320MPa，抗拉强度为1400-1500MPa，伸长率为26-29％。3.一种高强度高塑性超细晶钢板的生产工艺，核心步骤如下：(1)冶炼：KR铁水预处理脱S，并控制铁水中S≤0.005％，之后进行顶底复吹转炉冶炼，铁水与废钢的质量比是7-9∶1，先加废钢，后加铁水，转炉终点碱度为3.5-3.8；出钢温度为1580-1620℃；采用挡渣塞、挡渣棒双挡渣出钢；(2)精炼：先加入铝线、萤石、石灰，控制底吹氩流量当炉渣完全白渣后停止通电；大力搅拌脱硫，控制底吹氩流量在600-700L/min，在此状态下搅拌10-15min，之后控制底吹氩流量在80-100L/min，在此状态下搅拌8-10min，再次通电调整熔池温度便于出钢，软吹停止吹氩，结束LF精炼；后进行VD精炼：VD精炼工艺中钢水真空处理要求在真空度≤67Pa下保持时间10-15分钟，同时采用软吹氩搅拌，真空处理结束后，根据钢水情况适当调整喂CaSi丝数量，喂CaSi丝结束后，继续进行软吹操作，保证软吹时间5-8分钟，钢水出站氢含量为0-2ppm，严格控制钢水到达连铸台的温度；(3)连铸工艺：全程吹氩保护，避免钢水氧化，控制连铸过程增氮；采用中包覆盖剂避免钢水裸露，二冷水按照低碳合金钢配水模式，选用低碳合金保护渣；连铸二冷区采用电磁搅拌+重压下功能，电磁搅拌电流300-320A，频率8-15Hz，重压下压下量30-35mm；中间包过热度15-25℃，出结晶器的铸坯厚度为70-150mm；连铸过程使用保护渣，保护渣的成分按质量百分数计算为：(CaO+BaO)40～45％，SiO240～45％，碱度为0.9～1.0，(Fe2O3+MnO)1～3％，(B2O3+Na2O)5～15％，C1～2％，其余为不可避免的杂质0～5％；保护渣的加入量是0.3～0.5kg/t钢，液渣层厚度是10～15mm；(4)加热和轧制：钢坯装进加热炉，加热温度1180-1185℃，加热时间70-90min，出加热炉后进行高压水除鳞，压力为20-25MPa，粗轧开轧温度为1050-1060℃，单道次压下率＞20％，末道次压下率≥30％，粗轧进行5个道次，进行再结晶，细化奥氏体晶粒，终轧温度910-915℃，之后以8-10℃/min的冷却速度冷却至精轧开轧温度880-890℃，终轧温度为820-830℃，累计压下率78-88％，精轧进行6个道次，在轧制过程中形成高密度位错；之后以50-55℃/s强冷到卷取温度480-550℃，之后进行酸洗、平整、性能检测、包装、最终产品；钢板成分以重量百分比计为：C：0.11-0.14％、Si：0.5-0.6％、Mn：2.20-2.50％、Cr：2-3％、Ni：1.0-1.2％、Al：0.5-0.8％、Cu：0.2-0.3％、Mo：0.3-0.4％、Co：0.15-0.25％、W：0.15-0.25％、Nb：0.15-0.2％、Ti：0.1-0.15％、Ta：0.05-0.1％、P：≤0.010％、S：≤0.002％、N：0.002-0.0035％、B：0.001-0.003％、其余为Fe和不可避免的杂质。4.进一步的：步骤(3)连铸工艺：全程吹氩保护，避免钢水氧化，控制连铸过程增氮；采用中包覆盖剂避免钢水裸露，二冷水按照低碳合金钢配水模式，选用低碳合金保护渣；连铸二冷区采用电磁搅拌+重压下功能，电磁搅拌电流300-320A，频率8-15Hz，重压下压下量30-35mm；中间包过热度15-25℃，出结晶器的铸坯厚度为70-150mm；连铸过程使用保护渣，保护渣的成分按质量百分数计算为：(CaO+BaO)43％，SiO243％，碱度为0.9～1.0，(Fe2O3+MnO)1～3％，(B2O3+Na2O)10％，C1～2％，其余为不可避免的杂质0～5％；保护渣的加入量是0.3～0.5kg/t钢，液渣层厚度是10～15mm。5.进一步的：步骤(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度高塑性超细晶钢板，钢板成分以重量百分比计为含有C：0.05‑0.15％、Si：0.5‑0.6％、Mn：2.20‑2.50％、Cr：0.5‑3.5％、Ni：0.3‑1.3％、Al：0.05‑0.8％、P：≤0.010％、S：≤0.002％、N：0.002‑0.0035％、B：0.001‑0.003％、其余为Fe和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种高强度高塑性超细晶钢板，钢板成分以重量百分比计为含有C：0.05-0.15％、Si：0.5-0.6％、Mn：2.20-2.50％、Cr：0.5-3.5％、Ni：0.3-1.3％、Al：0.05-0.8％、P：≤0.010％、S：≤0.002％、N：0.002-0.0035％、B：0.001-0.003％、其余为Fe和不可避免的杂质。2.一种高强度高塑性超细晶钢板，钢板成分以重量百分比计为：C：0.11-0.14％、Si：0.5-0.6％、Mn：2.20-2.50％、Cr：2-3％、Ni：1.0-1.2％、Al：0.5-0.8％、Cu：0.2-0.3％、Mo：0.3-0.4％、Co：0.15-0.25％、W：0.15-0.25％、Nb：0.15-0.2％、Ti：0.1-0.15％、Ta：0.05-0.1％、P：≤0.010％、S：≤0.002％、N：0.002-0.0035％、B：0.001-0.003％、其余为Fe和不可避免的杂质，经冶炼、精炼、连铸、粗轧、精轧、卷取、酸洗、平整、性能检测、包装、最终产品，最终钢板的微观组织铁素体晶粒尺寸平均为3.0-4.0μm，碳化物平均粒径在20-40nm，还有富Cu相析出，富Cu相中含有CuS、CuCrN，组织中以体积百分比计为超细晶铁素体占92-94％、其余为珠光体和/或贝氏体；屈服强度为1200-1320MPa，抗拉强度为1400-1500MPa，伸长率为26-29％。3.一种如权利要求2所述高强度高塑性超细晶钢板的生产工艺，核心步骤如下：(1)冶炼：KR铁水预处理脱S，并控制铁水中S≤0.005％，之后进行顶底复吹转炉冶炼，铁水与废钢的质量比是7-9∶1，先加废钢，后加铁水，转炉终点碱度为3.5-3.8；出钢温度为1580-1620℃；采用挡渣塞、挡渣棒双挡渣出钢；(2)精炼：先加入铝线、萤石、石灰，控制底吹氩流量当炉渣完全白渣后停止通电；大力搅拌脱硫，控制底吹氩流量在600-700L/min，在此状态下搅拌10-15min，之后控制底吹氩流量在80-100L/min，在此状态下搅拌8-10min，再次通电调整熔池温度便于出钢，软吹停止吹氩，结束LF精炼；后进行VD精炼：VD精炼工艺中钢水真空处理要求在真空度≤67Pa下保持时间10-15分钟，同时采用软吹氩搅拌，真空处理结束后，根据钢水情况适当调整喂CaSi丝数量，喂CaSi丝结束后，继续进行软吹操作，保证软吹时间5-8分钟，钢水出站氢含量为0-2ppm，严格控制钢水到达连铸台的温度；(3)连铸工艺：全程吹氩保护，避免钢水氧化，控制连铸过程增氮；采用中包覆盖剂避免钢水裸露，二冷水按照低碳合金钢配水模式，选用低碳合金保护渣；连铸二冷区采用电磁搅拌+重压下功能，电磁搅拌电流300-320A，频率8-15Hz，重压下压下量30-35mm；中间包过热度15-25℃，出结晶器的铸坯厚度为70-150mm；连铸过程使用保护渣，保护渣的成分按质量百分数计算为：(CaO+BaO)40～45％，SiO240～45％，碱度为0.9～1.0，(Fe2O3+MnO)1～3％，(B2O3+Na2O)5～15％，C1～2％，其余为不可避免的杂质0～5％...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨海西，曹喜军，樊利智，曹晓运，
申请(专利权)人：敬业钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13