[发明专利]屈服强度大于700MPa级热轧含钛高强钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高强钢板，特别涉及一种含Ti热轧高强钢板及其制造方法，该钢板屈服强度可达700MPa以上，抗拉强度在800MPa左右，并且具有良好的塑性，主要应用于工程机械，汽车，海洋结构，桥梁，和压力容器等，属于金属材料技术领域。

背景技术

高强低合金钢(High Strength Low Alloy)主要应用在既需要较高强度又要求较好成型性能的领域，包括工程机械，汽车，海洋结构，桥梁，和压力容器等。同时，随着社会经济的发展，对热轧板的需求量越来越大，并且在性能方面也趋向于高强度级别，以减轻构件的重量。

长期以来，屈服强度600MPa以上的高强度钢板都是采用淬火加回火的调质处理方法(Q&T)生产的。直到上个世纪90年代，随着微合金钢冶炼技术和控轧控冷技术的发展，才出现了采用微合金成分，利用控轧控冷技术，以热连轧的形式生产高强度钢板。热连轧生产的高强度钢板避免了调质板质量上的不足，如存在残余奥氏体、淬火裂纹以及淬火变形、表面质量差等。它具有更高的平整度和尺寸精度、更均匀的性能和更好的表面质量，并且由于热连轧钢省去了热处理过程，具有成本低、能耗少和交货周期短等优点，使产品更具竞争力。目前国内外高强度钢板均采用添加Nb、V、Ti微合金元素的方法生产，得到的是贝氏体组织，此种钢不仅成本很高，并且延伸率不是很理想，在实际生产中板型较难控制。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提出一种屈服强度大于700MPa级热轧含钛高强钢板及其制造方法，其采用热轧方法，特别是通过高Ti低C的成分设计和热轧工艺的控制生产出热轧铁素体+上贝氏体高强钢种，该钢种屈服强度在700MPa以上，抗拉强度750～820MPa，断后伸长率为19～20％，厚度规格优选为3～8mm。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种屈服强度大于700MPa级热轧含钛高强钢板，它包含的组分及其重量百分比为：

基本成分：C 0.05～0.12％、Si 0.2～0.5％、Mn 1.0～1.6％、Ti 0.16～0.20％、N≤0.010％、P≤0.02％、S≤0.010％；

可选成分：B 0.001～0.0025％；

以及余量的Fe和杂质。

所述含钛高强钢板的屈服强度在700MPa以上，抗拉强度750～820MPa，断后伸长率为19～20％。

所述含钛高强钢板的厚度规格为3～8mm，具有铁素体+上贝氏体组织。

以下结合各合金元素的作用对本发明钢种的成分设计作详细说明如下：

C：钢中最有效的强化元素，但C含量太高对焊接性能不利，在此钢中应采用低碳设计方案。

Si：在钢中起固溶强化作用，Si元素为铁素体形成元素，可以促进铁素体转变时C元素向奥氏体中的扩散，促进先共析铁素体的生成。同时由于Si在Fe₃C中的溶解度低，提高Si元素含量可以阻止珠光体的形成，提高剩余奥氏体的稳定性，有利于获得铁素体+贝氏体双相组织，但太高会使钢板表面质量下降。

Mn：钢中固溶强化元素，并且可以推迟铁素体和珠光体的生成，太低钢的强度不足，太高使塑性下降。

P：钢中的杂质元素，含量应控制在较低水平。

S：S易形成以MnS为代表的夹杂物，易于产生中间偏析，含量越低越好。

N：在此钢种中应尽量减少N的存在，主要是因为N与Ti有很好的亲和力，形成粗大TiN化合物，并且其熔点较高，一般在1250℃以上，但钢的加热温度一般都低于这个温度，不能使其充分溶解，造成合金Ti的浪费。

Ti：在高温区溶解，Ti与C的作用远比Ti与Fe的大，以致只有在缺少C的情况下，Ti才以原子状态溶入固溶体中。低合金构件借其强化铁素体，增加过冷奥氏体的稳定性以细化组织。另外Ti可以细化奥氏体，并在热轧空冷中产生一定程度的TiC沉淀强化，不仅使钢的强度增加，并且具有较好的韧性。

B：B可以增加钢板的塑性。

如上所述屈服强度大于700MPa级热轧含钛高强钢板的制造方法，它包括对与所述含钛高强钢板具有相同组成的铸坯依次进行的加热工序、轧制工序和控冷工序，其中：

在加热工序中，加热炉温度在1200～1250℃之间，保温90～120min；

在轧制工序中，开轧温度在1050～1150℃之间，精轧出口温度700～900℃；