[发明专利]一种加工硬化高强钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种加工硬化高强钢及其制造方法，通过不同成分钢种设计，寻找适合该成分的热轧工艺参数和退火均热温度，找到了一种加工硬化法生产高强钢的方法，适用于建筑包装行业打包高强用钢带。

背景技术

随着国内建筑、包装行业的发展，更多的产品的运输采用重量大并集中运输的物流方式，基于质量和成本的要求，对物品的包装要求越来越高，传统包装使用的塑料带、铝带和强度较低的钢带已不再适应行业发展要求，因此，需要更多高强度等级的钢带。钢带产品强度的提高方法较多，高强钢常规的思路是采用加昂贵的合金元素如铌、钒和钛等元素，通过细晶强化、析出强化、复相强化来提高基材的强度，这种方法的应用可有效提高材料的强韧性，并能保持较好塑性和良好的焊接性能，但是对于包装用途的钢带来说，在保证强度的同时，过高的韧性能够满足使用要求，但会带来成本增加。

因此，根据行业产品的使用特点需要，开发一种低成本的抗拉强度达到850MPa级高强钢，满足产品使用的高强度要求，又能通过控制材料组织的均匀性来保证一定的材料伸长率，满足折弯要求。

中国专利200510070159.1公开了有优异的点焊性和材料性质稳定性的高强度热浸镀锌钢板，它包括主要由铁素体和马氏体构成的复合结构。其化学成份：C：0.05～0.12％；Si：不超过0.05 ％；Mn：2.7～3.5％；Cr：0.2～0.5％；Mo：0.2～0.5％；Al：不超过0.10 ％：P：不超过0.03％；和S：不超过0.03％。钢板强度780-1180MPa，钢板具有优异的点焊性。

对比公开文献，提高强度的方法均采用合金强化和相变强化方式来实现，与本发明可比性不强。

发明内容

本发明的目的是开发一种低成本的抗拉强度达到850MPa级的加工硬化高强钢。主要解决现有高强钢通常采用加昂贵的合金元素如铌、钒和钛等元素，通过细晶强化、析出强化、复相强化来提高基材的强度导致成本较高的技术问题。

本发明采取的技术思路是采用一种较为经济的碳锰化学成分的钢，通过合理热轧工艺获得均匀的材料组织，通过轧制变形提高材料强度，再通过低温退火消除材料第一残余应力，保留材料加工硬化，从而达到材料高强度目的，保持材料一定的塑性和均匀的材料组织。

本发明的特点：1、本发明采用碳锰成份体系，与现有公开技术相比合金成本大幅降低，只需通过添加碳和锰就达到高强要求，体现低成本设计；2、材料组织调控方便，通过热轧工艺即可实现；3、采用低温热处理有利于退火炉节能，与现行工艺相比，通常降低200-250℃。

为达到上述目的，本发明一种加工硬化高强钢，基板的化学成分（重量百分比）为：C：0.18～0.23%，Si：0.01-0.03%，Mn：0.85-1.0%，P≤0.015%，S≤0.010%，余量为Fe和不可避免的夹杂元素。

本发明所述的一种加工硬化高强钢板的化学成分限定在上述范围内的理由如下：

[碳]：在钢中起到固溶强化铁素体基体的作用，同时在相变过程中也会以珠光体形式析出提高钢板强度,碳含量过低容易造成强度达不到要求，碳含量过高材料强度满足但材料塑性会下降。本发明根据产品实际需要强度等级和试验结果，C含量范围设定为0.18～0.23%；

[硅]：铁素体固溶强化元素，对冷轧产品来说，Si含量高时钢热轧表面时针出现红锈氧化铁皮，影响成品外观，本发明中的Si含量设定0.01-0.03%；

[锰]：重要固溶强化元素，为了达到所需高强钢的机械强度，添加适当Mn提高钢板强度。本发明根据产品等级和试验结果，Mn含量控制范围为Mn：0.85-1.0%；

[硫]：本发明中的S为杂质元素，根据实际炼钢生产能力，本发明要求S控制范围为S≤0.010%；

[磷]：本发明中的P为杂质元素，根据实际炼钢生产能力，本发明要求P含量控制为P≤0.015%。

一种加工硬化高强钢的制造方法：通过常规炼钢转炉熔炼，通过添加合金元素碳和锰得到符合要求化学成分的连铸坯，板坯经过加热后进行轧制得到热轧钢板，热轧板重新开卷经过酸洗后，在可逆轧制或5机架冷连轧机上进行冷轧，最后经退火炉进行退火得到高强冷轧带钢。

板坯加热温度：保证完全奥氏体化和热加工要求，加热温度在1100-1200℃。