[发明专利]一种快速冷却钢板自然时效的人工加速模拟方法

说明书

技术领域

一种快速冷却钢板自然时效的人工加速模拟方法，属于轧钢技术领域。

背景技术

目前的轧钢技术中，钢板经过控轧控冷工艺后，下冷床堆垛，进行自然时效。轧后钢板常常强度降低，通过具体分析，发现强度降低的原因可能为：化学成分偏析引起的强度波动；钢材缺陷引起的强度降低；生产工艺不稳定引起的强度降低，检验因素引起的性能波动；钢板在放置过程中发生了性能变化，即出现的自然时效现象等。

自然时效的主要过程是：钢板轧件长期放置在自然环境中，环境变化带来温度变化反复，给构件多次造成反复的温度应力。在温度应力形成的过载下，促使残余应力发生松弛而使尺寸精度获得稳定。自然时效降低的残余应力不大，并且，工件经过长时间的放置，会使轧制中产生的应力集中发生塑性变形，松弛了应力轧件，使钢材的尺寸稳定性好，强度降低，并提高了钢材的韧塑性。自然时效是一种没有组织转变的过程，完全是轧材要克服本身存在的缺陷而自发的一种非热处理的转变过程。自然时效的特点是：方法简单易行，但生产周期长。占用场地大，不易管理，不能及时发现构件内的缺陷，对于大生产来说，自然时效不能及时反馈性能变化规律，影响生产节奏和供货，这就需要一种人工加速模拟自然时效的方法。

随着新一代TMCP技术及装备的推广，利用新一代超快速冷却装备开展钢种低成本生产已成为以后发展的趋势。低成本生产需要对合金元素进行减量化生产，就需要通过快速冷却细化晶粒来弥补因合金元素减少带来的强度指标损失，但这样做会使时效问题更加突出，而关于轧后钢板自然时效的问题关注较少，缺乏较系统的研究，而加速模拟自然时效的控制方法更是少有报道。基于这样的情况，通过对加速模拟自然时效的控制方法的研究，找出加速模拟试验与自然时效试验的对应关系，可以更好地为大生产服务，也有利于加快给客户供货与减少质量异议的发生。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种缩短实际生产获得时效性能变化的时间，有利于生产节奏的快速冷却钢板自然时效的人工加速模拟方法。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种快速冷却钢板自然时效的人工加速模拟方法，包括控轧控冷工艺，还包括人工加速模拟自然时效的正交控制工艺，具体为：加热温度150～200℃，保温时间设定为0.5～5h，冷却速度控制在≤1℃/s。

本发明技术方案的进一步限定为，所述控轧控冷工艺中，加热温度为1150～1250℃；终轧温度为810～870℃；冷却速度为10～30℃/s；返红温度为540～600℃；矫直温度为520～580℃。

进一步地，采用的钢板为普碳钢，其化学成分(质量百分数)为C：0.13%～0.25%；Si：0.10%～0.40%；Mn：≤1.10%；P：≤0.015%；S：≤0.010%；Als：0.01%～0.05%；N：0.002%～0.01%；余量为Fe及不可避免的杂质。

进一步地，采用正交工艺的钢板厚度为10～50mm。

进一步地，还包括人工加速模拟自然时效的验证步骤，具体为：

（1）人工加速模拟自然时效的冷却工艺中选取钢板厚度为10～50mm，设定温度为150～200℃，保温时间设定为0.5～5h，冷却速度控制在≤1℃/s，检测冷却后钢板的屈服强度、抗拉强度和延伸率；

（2）选取与步骤（1）中人工加速模拟自然时效相同的钢板，进行0天。、15天、30天、45天、60天的冷却，检测冷却后钢板的屈服强度、抗拉强度和延伸率；

（3）对比步骤（1）和步骤（2）中的检测到的性能数据，得出人工加速模拟自然时效的精确性。

进一步地，上述快速冷却钢板自然时效的人工加速模拟方法，包括如下步骤：

（1）选取的钢板为普碳钢，其化学成分(质量百分数)为C：0.13%～0.25%；Si：0.10%～0.40%；Mn：≤1.10%；P：≤0.015%；S：≤0.010%；Als：0.01%～0.05%；N：0.002%～0.01%；余量为Fe及不可避免的杂质；

（2）选取的钢板的厚度为10～50mm；

（3）进行控轧控冷工艺，控轧控冷工艺中的参数为：加热温度为1150～1250℃；终轧温度为810～870℃；冷却速度为10～30℃/s；返红温度为540～600℃；矫直温度为520～580℃；

（4）采用人工加速模拟自然时效的正交控制工艺，具体为：加热温度150～200℃，保温时间设定为0.5～5h，冷却速度控制在≤1℃/s。