一种低碳钢及其制备方法技术

技术编号：40350598 阅读：9 留言：0更新日期：2024-02-09 14:34

本申请涉及钢材生产技术领域，尤其涉及一种低碳钢及其制备方法。所述低碳钢的化学成分包括：C、Si、Mn、S、P、Alt、B、N以及Fe；其中，以质量分数计，所述Alt的含量为0.05～0.09％，所述B的含量为≤0.005％，所述N的含量为≤0.004％；且满足如下关系式：[B]‑0.79×[N]≥0.0004％，式中，[B]表示B的质量分数，[N]表示N的质量分数。本申请内容解决了现有低碳钢的抗时效性能较差的技术问题，钢板的时效指数AI值小于20MPa。

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【技术实现步骤摘要】

本申请涉及钢材生产，尤其涉及一种低碳钢及其制备方法。

技术介绍

1、低碳钢是最为常见的钢材，其碳含量、强度和硬度较低，塑性和韧性较好，低碳钢的退火组织为铁素体、少量珠光体和游离的渗碳体组成。其冷成形性良好，可采用卷边、折弯、冲压等方法进行冷成形，这种钢材还具有良好的焊接性能，因而被广泛应用于建筑、汽车、家电等各个领域，用途极其广泛。

2、低碳钢有较大的时效倾向，时效现象是一种由非平衡状态向平衡状态转变的自发现象。钢的时效现象主要由钢中的碳、氮间隙原子引起的，间隙原子一般在室温下都有一定的扩散能力，它们的溶解度都随温度的降低而减小，低碳钢在退火后的冷却过程中造成了间隙原子的过饱和状态，就能够产生时效现象。时效会使钢的强度和硬度提高而塑性和韧性降低，容易导致加工过程中发生断裂现象，或者在变形过程中产生拉升应变痕的“橘皮”缺陷，因此必须严格控制。目前，受其它技术指标的制约和冶炼水平的限制，对低碳钢的抗时效性能控制水平较低。

技术实现思路

1、本申请提供了一种低碳钢及其制备方法，以解决现有低碳钢的抗时效性能较差的技术问题。

2、第一方面，本申请提供了一种低碳钢，所述低碳钢的化学成分包括：

3、c、si、mn、s、p、alt、b、n以及fe；其中，以质量分数计，

4、所述alt的含量为0.05～0.09％，所述b的含量为≤0.005％，所述n的含量为≤0.004％；

5、且满足如下关系式：[b]-0.79×[n]≥0.0004％，</p>

6、式中，[b]表示b的质量分数，[n]表示n的质量分数。

7、可选的，所述低碳钢的化学成分中，以质量分数计，

8、所述c的含量为0.01～0.08％，所述si的含量为≤0.05％，所述mn的含量为0.05～0.65％，所述s的含量为≤0.05％，所述p的含量为≤0.04％。

9、第二方面，本申请提供了一种低碳钢的制备方法，用于制备第一方面任一项实施例所述的低碳钢，所述方法包括：

10、在设定温度的条件下，对板坯进行加热；

11、对加热后的所述板坯进行轧制和冷却，后进行卷取，并控制所述卷取的温度，得到热轧卷；

12、对所述热轧卷进行酸洗和冷轧，并控制所述冷轧的压下率，得到冷硬卷；

13、对所述冷硬卷进行退火，后进行平整，得到低碳钢。

14、可选的，所述设定温度为1100～1180℃。

15、可选的，所述加热的时间为120～200min。

16、可选的，所述卷取的温度为680～750℃。

17、可选的，所述冷轧的压下率为40～70％。

18、可选的，所述对所述冷硬卷进行退火，后进行平整，得到低碳钢，包括：

19、对所述冷硬卷进行连续退火，后进行平整，得到低碳钢；其中，所述连续退火包括：

20、均热段、缓冷段、快冷段以及过时效段；

21、所述均热段的温度为600～780℃，所述缓冷段的温度为500～720℃，所述快冷段的温度为300～380℃，所述过时效段的温度为380～480℃。

22、可选的，所述对所述冷硬卷进行退火，后进行平整，得到低碳钢，包括：

23、对所述冷硬卷进行退火，后根据所述冷硬卷的厚度以设定所述平整的延伸率，得到低碳钢；其中，

24、若所述冷硬卷的厚度为≤1.2mm，则所述冷硬卷的厚度和所述平整的延伸率满足如下关系式：δ≥2.5*h*100％，

25、若所述冷硬卷的厚度为1.2＜h≤2.5mm，则所述冷硬卷的厚度和所述平整的延伸率满足如下关系式：1.5*h*100％≤δ≤1.8*h*100％，

26、式中，δ表示平整的延伸率，h表示冷硬卷的厚度。

27、可选的，所述轧制的终轧温度为830-900℃。

28、本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

29、本申请实施例提供的该低碳钢及其制备方法，在该低碳钢化学成分中，alt与n反应生成aln，从而可以大量减少钢中的固溶n的含量，减轻时效性能；b优先于al与n元素相结合，形成bn粒子，b与n的结合力比al更强，因而可以更多的吸收n原子。b与n反应后仍留下一定量的固溶态的b在晶界聚集，从而促使钢中过饱和固溶c在晶内大量析出，减轻时效的发生；n作为残余元素在钢中存在，而且是产生时效的重要元素，含量越低越好。

30、该化学成分配合后续低碳钢制备工艺，热轧至平整全流程工艺均采用了最有利于碳化物析出的工艺参数，尤其是在退火工艺流程中的快冷段和过时效段，区别于常规工艺快冷后降温至过时效段，本申请在快冷段后采用逆向升温进入过时效工艺，低温快冷有利于增加碳化物的析出驱动力，而高温过时效有利于碳化物的扩散析出，从而促使碳化物最大量的析出，极大的降低了时效性能。

31、综上，该低碳钢的时效指数在20mpa以内，具有优良的抗时效性能。

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【技术保护点】

1.一种低碳钢，其特征在于，所述低碳钢的化学成分包括：

2.根据权利要求1所述的低碳钢，其特征在于，所述低碳钢的化学成分中，以质量分数计，所述C的含量为0.01～0.08％，所述Si的含量为≤0.05％，所述Mn的含量为0.05～0.65％，所述S的含量为≤0.05％，所述P的含量为≤0.04％。

3.一种低碳钢的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1或2任意一项所述的低碳钢，所述方法包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述设定温度为1100～1180℃。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述加热的时间为120～200min。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述卷取的温度为680～750℃。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述冷轧的压下率为40～70％。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述冷硬卷进行退火，后进行平整，得到低碳钢，包括：

9.根据权利要求3或8所述的方法，其特征在于，所述对所述冷硬卷进行退火，后进行平整，得到低碳钢，包括：

10.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述轧制的终轧温度为830-900℃。

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【技术特征摘要】

1.一种低碳钢，其特征在于，所述低碳钢的化学成分包括：

2.根据权利要求1所述的低碳钢，其特征在于，所述低碳钢的化学成分中，以质量分数计，所述c的含量为0.01～0.08％，所述si的含量为≤0.05％，所述mn的含量为0.05～0.65％，所述s的含量为≤0.05％，所述p的含量为≤0.04％。

3.一种低碳钢的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1或2任意一项所述的低碳钢，所述方法包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述设定温度为1100～1180℃。

5.根据权利要求3或4所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘再旺，尉冬，刘顺明，杨利斌，李飞，周建，乔建军，缪成亮，刘李斌，龙佳明，韩赟，滕华湘，梁轩，曹荣华，张志敏，刘广会，熊爱明，李明远，
申请(专利权)人：首钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：

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