一种600MPa级高强度热连轧结构钢及其制造方法，所述结构钢的化学成分重量百分比为：C：0.14～0.24％、Si：≤0.50％、Mn：0.5～1.5％，P：≤0.020％，S≤0.010％，Ti：0.04-0.15％，B：0.0005-0.003％，Al≤0.05％，其余为Fe和不可避免的杂质。根据上述成分设计，经铁水深脱硫、炉外精炼、连铸成板坯、板坯再加热、控制轧制、控制冷却、卷取得到本发明专利技术的结构钢，其屈服强度≥600MPa，抗拉强度≥650MPa，延伸率≥16％，-20℃冲击功≥100J，并具有优良的冷弯成形性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于低合金钢制造领域，具体涉及。
技术介绍
高强度钢的应用可以显著减 轻构件的重量，减轻设备的自重量，从而减少设备的燃料消耗，提高设备的工作效率。提高结构钢强度通常可以采用细晶强化、析出强化、固溶强化、相变强化等一种或多种手段。目前，600MPa级别高强度结构钢主要有两大类。一类是低碳或超低碳贝氏体钢，通过添加一定量的合金元素Mo、Mn、Cr、Ni和B等，使得钢板形成低碳贝氏体为主的组织，使钢板具有较高的强度和较好的韧性。这一类高强钢的缺点是添加的合金元素较多，既增加钢的制造成本，又影响钢板的焊接性。另外一类是析出强化钢，其特点是添加适量的强碳氮化物形成元素Nb、V和Ti等中的一种或多种，通过形成大量纳米级尺寸的第二相析出粒子来提高钢板的强度。中国专利CNlOl 15337IA公开了一种700MPa级别的热连轧钢板，主要通过Nb和Ti的析出强化来提高钢板的强度，钢中Nb、Mo等贵重元素的含量相对较高，钢板的成本较高。中国专利CN101736199A公开了一种600MPa以上级别的高强度冷成型用结构钢。该专利C含量较低，Nb、Mn和Cr等元素含量较多，导致钢板的成本相对较高。中国专利CN101285156A公开了一种Ti析出强化的贝氏体钢，钢中的合金元素Cr和Mn含量相对较多，钢板的成本相对较高，且合金含量较高将对其焊接性产生一定的不利影响。上述三个中国专利都是低碳高锰的析出强化钢，其金相组织以F+B为主。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，其屈服强度彡600MPa，抗拉强度彡650MPa，延伸率彡16%, -20°C冲击功彡100J，不仅具有优良的力学性能，还具有良好的冷弯成形性能，可适用于特种汽车、保险柜等用结构件、集装箱行业等领域。本专利技术的设计思路如下:本专利技术的化学成分中碳含量较高，添加的合金元素种类少、含量低,属于低成本成分设计。并通过再加热温度、轧制温度、冷却速度等制造工艺，形成以下贝氏体为主的组织，下贝氏体组织具有较高的强度和良好的低温韧性，通过贝氏体相变强化能够大幅提高钢板的强度，并使其具有良好的韧塑性。使本专利技术高强度热连轧结构钢的屈服强度> 600MPa，抗拉强度彡650MPa，延伸率彡16%，-20°C冲击功彡100J，冷弯成形性能良好。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是:一种600MPa级高强度热连轧结构钢，其化学成分重量百分比为:C:0.14 0.24%, Si..( 0.50%, Mn:0.5 1.5%，P:彡 0.020%, S 彡 0.010%, Ti:0.04-0.15%,B:0.0005-0.003%,Al ≤0.05%，其余为Fe和不可避免的杂质；所述高强度热连轧结构钢的微观金相组织为少量的铁素体+下贝氏体，其中铁素体组织的比例少于20%，下贝氏体组织所占的体积比大于80%，该结构钢的屈服强度≥600MPa，抗拉强度≥650MPa，延伸率≥16%，-20°C冲击功≥IOOJ0进一步，本专利技术的600MPa级高强度热连轧结构钢的化学成分还可包括:Cu ≤ 0.20 %, Cr ≤0.20 %, Ni≤0.20 %, Mo ≤ 0.20 %, Nb ≤ 0.030 %, V ≤ 0.050 %，Ca ≤0.005%中的一种或多种，以重量百分比计。本专利技术600MPa级高强度热连轧结构钢优选的化学成分为:C:0.14 0.24%、S1:≤ 0.50 %、Mn:0.6 1.2 %，P:≤ 0.020 %，S ≤ 0.010 %，Ti:0.04-0.10 %, B:0.0005-0.003%, Al ≤ 0.05%，其余为Fe和不可避免的杂质，以重量百分比计。本专利技术成分设计中:C:C是钢中不可缺少的强化组元，溶入基体中的碳可以起到固溶强化的作用。另夕卜，C是提高钢板淬透性最有效的元素之一，合适的C含量可以充分发挥相变强化作用。而过高的碳含量则会影响钢材的焊接性和冷成型性。因此，本专利技术控制C含量为0.14 0.24%。Si =Si主要是以固溶强化形式提高钢的强度，同时也是钢中的脱氧元素，但含量过高会恶化钢材的焊接性能。因此，本专利技术控制Si含量为≤0.50%。Mn:Mn主要通过固溶强化提高钢的强度。Mn促进碳氮化物析出相在加热的时候溶解，抑制析出相在轧制的时候析出，有利于保持较多的析出元素在轧后的冷却过程中在铁素体中析出，加强析出强化。此外，Mn可扩大奥氏体相区，降低过冷奥氏体的转变温度，有利于相变组织的细化。但，Mn含量过高时，连铸坯表面易出现裂纹，并且对钢的焊接性能有不利影响。因此，本专利技术控制Mn含量为0.5 1.5%。S、P:低的硫、磷含量可以使钢具有良好的韧性、冷成型性和焊接性，因此，本专利技术中应尽量降低硫、磷含量，控制P含量≤0.020%、S含量≤0.010%。Ti =Ti是一种强烈的碳氮化物形成元素，Ti的未溶的碳氮化物在钢加热时可以阻止奥氏体晶粒的长大，在高温奥氏体区粗轧时析出的TiN和TiC可有效抑制奥氏体晶粒长大，而在铁素体区析出的细小的TiC颗粒能够阻止位错运动从而大大提高屈服强度。因此，本专利技术控制Ti含量为0.04 0.15%。B:B是提高钢的淬透性有效且廉价的元素，钢中加入适量的B元素，能够保证在合适的冷却速度条件下获得贝氏体组织，保证钢板的拉伸强度。但B元素含量过多，B易在晶界聚集，引起脆化。因此，本专利技术控制B含量0.0005-0.003%。Al:A1的作用主要是炼钢过程中的脱氧剂，是保证钢水中氧含量处于较低水平所必须的。但Al含量过多，易在钢中形成较多的夹杂物，影响钢板的性能。因此，本专利技术控制Al 含量≤0.050% οNb =Nb是强碳氮化合物形成元素，通过细晶强化和析出强化提高钢的强度。Nb可提高奥氏体再结晶温度，在较高的温度下实现奥氏体非再结晶轧制，从而可使轧件在较高的温度下完成轧制变形同时得到细小的相变组织。因此，本专利技术控制Nb含量彡0.030%。V:V是强碳氮化合物形成元素，通过细晶强化和析出强化提高钢的强度。因此，本专利技术控制V含量≤0.05%。Mo:Mo能够有效提高淬透性，抑制多边形铁素体和珠光体的产生，促进在中温和低温区内形成晶内有大量位错分布的铁素体或贝氏体。但Mo为贵重合金元素，含量较高将使得钢的制造成本大大增加。因此，本专利技术控制Mo含量< 0.20%。Cu:Cu通常以细小析出粒子状态存在于钢中，产生强化作用。但Cu含量高时将引起钢坯加热或热轧过程中产生裂纹。因此，本专利技术控制Cu含量< 0.20%。Cr =Cr是提高淬透性的元素，能够使钢的强硬度增加。但Cr含量过高将影响钢的韧性,并引起回火脆性。因此,本专利技术控制Cr含量< 0.20%。Ni =Ni在提高钢强度的同时能够改善其低温韧性。但Ni为贵重元素，故Ni含量上限控制在0.20%。因此，本专利技术控制Ni含量< 0.20%。Ca:通过钙处理可以改变硫化物形态，从而改善钢的低温韧性。因此，本专利技术控制Ca 含量彡 0.0050% ο本专利技术的600MPa级高强度热连轧结构钢的制造方法，包括如下步骤:I)冶炼、精炼、连铸:按本专利技术的上述化学成分采用铁水深脱硫、转炉冶炼、炉外精炼、连铸形成板坯。2)再加热、轧制将步骤I)得到的板坯再加热到1200°C以本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种600MPa级高强度热连轧结构钢，其化学成分重量百分比为：C：0.14～0.24％、Si：≤0.50％、Mn：0.5～1.5％，P：≤0.020％，S≤0.010％，Ti：0.04～0.15％，B：0.0005～0.003％，Al≤0.05％，其余为Fe和不可避免的杂质；所述高强度热连轧结构钢的微观金相组织为少量的铁素体+下贝氏体，其中铁素体组织的比例少于20％，下贝氏体组织所占的体积比大于80％，该结构钢的屈服强度≥600MPa，抗拉强度≥650MPa，延伸率≥16％，?20℃冲击功≥100J。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：胡晓萍，温东辉，杨阿娜，杨晓臻，王焕荣，刘刚，张志超，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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