[发明专利]一种屈服强度355MPa级超细组织热轧碳素钢钢带的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢材的制造方法，具体地说是一种屈服强度355MPa级超细组织热轧碳素钢钢带的制造方法。

背景技术

钢铁材料性能优异、价格低廉、易于循环利用，是最传统和最主要的结构制造材料。然而，随着经济发展和社会进步，钢铁材料生产正面临着资源、能源和环境等问题的巨大压力，同时也面临着其它材料的激烈竞争。因此，从上世纪末开始，世界上许多国家陆续开展了新一代钢铁材料(或超级钢)的研究与开发工作，旨在大幅度提高钢铁材料的强韧性、使用寿命；进一步提高钢铁材料的性价比，实现钢铁材料的低成本、高效化生产，巩固和提高钢铁材料作为最主要的工程结构材料的优势地位。

提高钢铁材料强度的方法很多，但晶粒细化是唯一既能提高强度又能改善韧性的方法，其它提高强度的方法将会损害韧性。通过材料组织的超细化控制以大幅度提高钢铁材料的强韧性是目前国际钢铁材料研究共同追求的目标。在不有意加入任何合金元素的基础上，组织细化同样是开发低碳钢极限性能的最有效方法之一。目前，普通碳素钢工业化热连轧生产的晶粒尺寸一般为10-20微米，屈服强度在200MPa级左右。按Hall-Petch关系，低碳碳素钢的屈服强度从目前的200MPa级提高到345MPa级以上，铁素体晶粒尺寸应细化至3～5微米。屈服强度≥345MPa级钢是我国目前广泛生产和应用的C-Mn低合金钢和低碳微合金钢的力学性能水平，如果通过有效的工艺手段使普通碳素钢的晶粒尺寸细化至3～5微米便可实现普通碳素钢飞跃式的发展，达到低合金钢和微合金钢的力学性能水平，实现冶金产品制造的升级换代。欲使普通碳素钢组织实现超细化，必须对材料从再加热、初轧、精轧到加速冷却、卷取等整个生产流程进行综合控制。在超细组织形成过程中，材料的原始奥氏体组织细化、γ→α相变细化以及相变铁素体的晶粒长大控制是实现组织超细化的关键。长期以来许多钢铁研究者一直想办法解决此类问题。

发明内容

本发明的目的是以普通碳素钢的成分体系为基础，在不添加任何其他合金元素的条件下，在现有的冶炼和热连轧设备上生产出屈服强度为355MPa级、并具有超细组织的热轧碳素钢钢板，替代低合金钢和低碳微合金钢用于汽车结构件的制造，节约资源，降低生产成本。

本发明的技术方案是这样实现的：它包括板坯加热、板坯粗轧、板坯精轧、层流冷却和卷取五个步骤，其中板坯加热温度为1080～1120℃，板坯粗轧出口温度为960～1000℃，终轧温度为760～800℃，卷取温度为450～500℃，层流冷却时控制冷却速度≥20℃/秒。

其中粗轧出口厚度≥35mm；精轧采用七个轧机进行连续热轧，第一至第四机架的轧制压下率为55％～35％，第五和第六机架的轧制压下率为25％～10％；第七机架的轧制压下率为5％以下。

本发明的技术方案进一步说明如下：

(1)化学成分

采用普碳钢的化学成分进行超细晶钢的生产，并对其冶炼控制范围进行了优化设计，确保钢质纯净，钢的化学成分控制见表1。

表1本技术所应用的钢的化学成分(wt.％)