[发明专利]一种低屈强比薄规格F+P钢板控轧控冷生产工艺

说明书

一种低屈强比薄规格F+P钢板控轧控冷生产工艺，属于轧钢领域。采用添加少量硅、铜、镍、铬的成份设计，对坯料进行两阶段控轧。再结晶区轧制，在较高温度下对奥氏体再结晶区大压下的反复轧制获得较小的奥氏体晶粒；未再结晶区轧制，在未再结晶区的充分变形，有利于提高有效应变累积的百分数，促进铁素体形核、增强相变驱动力，获得均匀细小的“铁素体+珠光体”组织。缓冷冷却采用6～15℃/s的冷却速度，始冷温度控制在A_r1以上15℃～35℃，快冷冷速为15‑25℃/s，返红温度在620℃～670℃范围内。冷却后的轧件尽快下线空冷至室温。最终得到均匀的铁素体和珠光体组织，“铁素体+珠光体”的微区硬度差在14以上，最终产品的屈强比(＜0.73)。

技术领域

本发明涉及一种薄规格、低屈强比、以及良好的均匀性的“铁素体+珠光体”钢板的生产工艺。

背景技术

目前，在中厚板产品中，薄规格、高韧性、低屈强比铁道车辆用耐大气腐蚀钢需求已越来越多，生产难度也较大。随着经济的发展，能源、原材料的需求不断增加，铁标钢板在铁路原材料中占相当大的比例。为降低成本、提高运输量、扩大活动范围，大型化、轻量化、低屈强比和高的低温冲击韧性是铁路用钢板的发展趋势。

但是对于高强铁路用钢板的生产普遍存在一个问题，那就是屈强比难以降低。屈强比反映的是材料的加工硬化能力，屈强比越高，钢板形变过程中越容易发生局部应力集中或者局部大变形，钢结构吸收少量能量就会导致材料断裂或者结构失稳，低屈强比钢板吸收能量多，钢板抗震能力好。对于厚度小于20mm钢板要求屈强比低于0.75，但较高的屈强比限制了钢板的应用范围。另外低的屈强比与高强度高韧性在工业化生产中存在矛盾，因此，通过轧制与冷却工艺在薄规格钢板的生产上获得低屈强比钢是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种低屈强比薄规格“铁素体+珠光体”(F+P)钢板中厚板产线控轧控冷工艺，该钢板兼具低屈强比、薄规格、高强度、高韧性以及良好的均匀性的突出特点。基于铁路用钢的成分设计，结合控轧控冷工艺，对控制轧制中两阶段粗轧及精轧轧制压下率的分配提出了具体的工艺指标，根据奥氏体再结晶区轧制压下反复压下再结晶获得细化的奥氏体晶粒，确定中间坯待温温度区间和待温厚度，优化轧后始冷温度及返红温度，实现低屈强比、良好组织均匀性及强韧性匹配。

一种低屈强比薄规格“铁素体+珠光体”钢板控轧控冷生产工艺，其特征在于具体生产工艺步骤如下：

1)冶炼后锻造成铸坯，厚度在60mm，铸坯成份按重量百分比计为0.1％C、0.51％Si、0.5％Mn、＜0.08％P、0.020％Ti、＜0.005％S、0.3％Cu、0.02％Ni、0.42％Cr，余量为Fe及不可避免的夹杂；

2)将碳、铁及合金元素混合加入高温真空感应炉中，真应炉升温并抽真空，使钢水脱氧及合金化，加入的合金元素开化后，停止抽真空并通入保护性惰性气体氮气及氩气，待加入的合金元素全熔后进行大功率的搅拌3～5分钟，随后浇铸保温，使合金元素充分回溶，对冶炼后的钢锭锻造成60mm方坯随后冷却3小时，加热时间及均热时间为180min；

3)对除磷后的坯料立即进行两阶段控制轧制，即再结晶区轧制和未再结晶区轧制；

4)对终轧后12mm厚规格钢板进行弛豫，此过程缓慢冷却，使钢中析出软相铁素体，始冷温度控制在高于A_r1温度15℃～35℃；

5)在始冷温度下的钢板进行水浴快速冷却，返红温度控制在620℃～670℃范围内，随后空冷至室温。

进一步地，步骤3)所述再结晶区轧制中间坯待温温度高于A_r3 20～30℃，中间坯待温厚度2倍于成品厚度，随后进行三道次的未再结晶区轧制，终轧温度控制在低于A_r3 70～80℃范围内。

进一步地，步骤4)所述缓慢冷却，冷却速度范围控制在6-15℃/s。