一种屈服强度500MPa级低成本热轧卷板及其制备方法技术

本申请公开了一种屈服强度500MPa级低成本热轧卷板，其特征在于：所述热轧卷板的化学成分按质量计为：C：0.14％～0.20％，Si：0～0.25％，Mn：0.35％～0.60％，Ti：0.040％～0.055％，Al：0.025％～0.040％，B：0.0008％～0.0020％，P:≤0.015％，S:≤0.005％，O：≤0.0025％，N：≤0.005％；其余为Fe和不可避免的杂质。本发明专利技术采用热连轧轧机轧制，充分利用Ti的析出强化、超快冷细晶强化，可以生产低成本500Mpa级强度热轧卷板。

【技术实现步骤摘要】
一种屈服强度500MPa级低成本热轧卷板及其制备方法
本申请涉及钢铁冶金
，特别是涉及一种屈服强度500MPa级低成本热轧卷板及其制备方法。
技术介绍
Ti微合金强化因为其成本低、国内资源丰富等原因得到了广泛研究与应用。Ti在钢中主要有细晶强化和析出强化的作用，从而提高钢板的强度和韧性。Ti在钢中高温形成的TiN粒子具有很强的高温稳定性，在铸坯的再加热过程中会抑制奥氏体晶粒的长大，从而细化最终的组织；在焊接的过程中，TiN也有利于热影响区的长大，从而提高热影响区的韧性。TiC主要在低温时生成，一方面通过形变诱导TiC的生成，作为形核核心，在相变过程中抑制铁素体的长大，另一方面则是在相变之后，过饱和的TiC在铁素体基体内过饱和析出，形成细小的TiC粒子，产生强烈的沉淀析出作用。Ti易与N、S形成化合物，从而降低有效Ti的含量，导致了钢板组织与性能的不稳定。近年来随着冶金水平的进步，钢中的杂质元素能够被稳定的控制在较低的水平，促进了Ti微合金强化的发展。单质Ti强化现在主要应用在低合金结构钢，在高强度钢中主要通过与Nb、V复合及添加较高的Mn进行强化，导致成本较高。通过Ti的添加，取代价格昂贵的Nb、V合金，降低Mn元素，有利于降低成本，扩大经济效益。现有技术中，众多高校和企业针对含Ti钢进行了研究，如CN102703811B公开了一种钛微合金化400MPa级高强度钢筋及其生产方法，CN102703812B公开了一种钢筋混凝土用500MPa级高强度钢筋及其生产方法，CN110983181A公开了一种700MPa级热轧钢及其制备方法、应用，CN103981439B公开了一种Ti微合金化中厚钢板及其生产方法，CN111321340A公开了一种屈服强度450MPa级热轧钢板及其制造方法。专利CN102703811B、CN102703812B、CN110983181A、CN103981439B和CN111321340A以上专利均采用了Ti析出的强化方式，但一般仅在强度较低的时候采用单一微合金Ti进行强化，而在生产高强度钢的时候，为了保证其综合性能，通常采用Nb、Ti复合的方式进行强化，但增加了成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种屈服强度500MPa级低成本热轧卷板及其制备方法，以克服现有技术中的不足。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种屈服强度500MPa级低成本热轧卷板，所述热轧卷板的化学成分按质量计为：C：0.14％～0.20％，Si：0～0.25％，Mn：0.35％～0.60％，Ti：0.040％～0.055％，Al：0.025％～0.040％，B：0.0008％～0.0020％，P:≤0.015％，S:≤0.005％，O：≤0.0025％，N：≤0.005％；其余为Fe和不可避免的杂质优选的，所述热轧卷板厚度为2.0～8.0mm.优选的，所述热轧卷板屈服强度为450MPa～500MPa，抗拉强度为530～620MPa，延伸率为24％～32％。为实现本专利技术的另一目的，本专利技术提供如下技术方案一种屈服强度500MPa级低成本热轧卷板的制备方法，包括：S1、将炼钢原料冶炼成粗钢液，出钢，出钢过程中进行脱氧和合金化；S2、出钢后的钢液送入精炼炉进行精炼和成分微调，使其达到目标成分，得到轧制卷板用钢坯；S3、将轧制卷板用钢坯加热至1240℃～1280℃，在进行轧制，到830℃～870℃之间时结束轧制；S4、轧制结束后快速冷却，冷却至570℃～630℃之间时进行卷取，卷取后得到热轧卷板。优选的，所述步骤S4中，冷却速度为60～100℃/s。本专利技术各元素的作用及配比依据如下：C：具有明显的固溶强化作用，可显著提升强度；与Ti结合生成TiC，具有细化晶粒和沉淀强化的作用；但对焊接和冲击韧性不利。所以本专利技术设计C含量的范围为0.14％～0.20％。Si：具有固溶强化作用，但对除磷、焊接、镀锌均有不利影响。综上所述，采用Si的范围为0～0.25％。Mn：重要的固溶元素，可以提高奥氏体的稳定性、提高淬透性，但有中心偏析的倾向，对焊接具有不利影响。所以本专利技术中Mn的设计范围为0.35％～0.60％。Ti：Ti在本专利技术中主要起到细晶强化和沉淀强化两个方面的作用，高温生成的TiN在再加热奥氏体化的过程中抑制奥氏体晶粒的长大，低温生成的TiC颗粒一方面在铁素体相变的过程中起到钉扎作用，抑制铁素体晶粒的长大；另一方面在后续冷却的过程中，在铁素体过饱和的TiC沉淀析出，起到很强的沉淀强化效果。为了保证有效Ti的数量，本专利技术Ti的设计范围为0.040％～0.055％。Al：重要的脱氧元素，并可以起到细化晶粒的作用。B：可以提高淬透性，但B含量过高会导致对热加工性能和韧性不利的B析出相，因此B设计范围为0.0008％～0.0020％。P、S、O、N作为残余元素，对钢材没有强化作用，应该严格予以限制，但过低元素会导致冶炼成本的增加，为了平衡成本与性能，本专利技术设计范围为：P:≤0.015％，S:≤0.005％，O：≤0.0025％，N：≤0.005％本专利技术涉及到的制造工艺如下：(1)加热：加热温度为1240℃～1280℃，根据厚度充分奥氏体化后进行轧制，加热过程既要保证Ti化物的溶解，也要避免奥氏体晶粒的长大。(2)粗轧：粗轧阶段保证压下率不小于50％，奥氏体晶粒充分破碎，终轧温度在1000～1050℃之间进行。(3)精轧：保证中间坯厚度高于最终厚度的3.5倍，精轧阶段终轧温度830℃～870℃，保证未再结晶区的充分变形。较低的温度有利于形变诱导TiC的析出，细化铁素体晶粒。(4)轧后采用超快冷装置快速冷却，冷却速度60-100℃/s，可以有效防止铁素体晶粒的长大。(5)卷取温度570℃～630℃，保证铁素体相变后得到细化的组织，同时有利于TiC的沉淀析出。与现有技术相比，本专利技术的一种屈服强度500MPa级低成本热轧卷板及其制备方法目的在于充分利用TiN的特性和轧后超快冷手段，细化晶粒；通过控制冷却速度、终冷温度及形变诱导作用，充分发挥Ti的析出强化作用。通过上述措施，在Mn含量不高于0.6wt％的情况下，屈服强度可以达到500MPa，延伸率达到22％以上，使产品具有良好的折弯性能，可满足折弯、卷管等工程用结构钢的要求，且成本低廉。克服了单一Ti微合金化仅用于420MPa以下钢种的弊端，并解决了成本增加的问题。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术具体实施例1的一种屈服强度500MPa级低成本热轧卷板的金相组织图；图2为本专利技术具体实施例1的一种屈服强度5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种屈服强度500MPa级低成本热轧卷板，其特征在于：所述热轧卷板的化学成分按质量计为：C：0.14％～0.20％，Si：0～0.25％，Mn：0.35％～0.60％，Ti：0.040％～0.055％，Al：0.025％～0.040％，B：0.0008％～0.0020％，P:≤0.015％，S:≤0.005％，O：≤0.0025％，N：≤0.005％；其余为Fe和不可避免的杂质。/n

【技术特征摘要】
1.一种屈服强度500MPa级低成本热轧卷板，其特征在于：所述热轧卷板的化学成分按质量计为：C：0.14％～0.20％，Si：0～0.25％，Mn：0.35％～0.60％，Ti：0.040％～0.055％，Al：0.025％～0.040％，B：0.0008％～0.0020％，P:≤0.015％，S:≤0.005％，O：≤0.0025％，N：≤0.005％；其余为Fe和不可避免的杂质。


2.根据权利要求1所述的一种屈服强度500MPa级低成本热轧卷板，其特征在于：所述热轧卷板厚度为2.0～8.0mm。


3.根据权利要求1所述的一种屈服强度500MPa级低成本热轧卷板，其特征在于：所述热轧卷板屈服强度为450MPa～500MPa，抗拉强度为53...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱延山，罗咪，曲锦波，
申请(专利权)人：江苏省沙钢钢铁研究院有限公司，张家港宏昌钢板有限公司，江苏沙钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32