[发明专利]一种含Nb低合金钢轧制工艺

说明书

本发明涉及一种含Nb低合金钢轧制工艺，其化学成分质量百分比为：C=0.17‑0.19，Si=0.20‑0.40，Mn=0.55‑0.65，P≤0.020，S≤0.020，Al=0.003‑0.020，Nb=0.008‑0.010，CEV≤0.30，其余为Fe和不可避免的杂质元素。轧制工艺包括以下步骤：一、炼钢工序生产合格的板坯；二、将步骤一的板坯采用高温直接加热；三、将步骤二加热后的板坯进行粗轧和精轧；四、对步骤三轧制后的钢板进行冷却。本发明克服已有技术存在的不足，满足低成本低合金钢板轧钢生产的需要；简化部分工序及减少Nb合金含量，降低生产成本。

技术领域

本发明涉及一种含Nb低合金钢轧制工艺，属于炼钢的技术领域。

背景技术

Q355和Q235系列钢目前在实际使用中量是最多的，特别是低合金钢Q355系列(原GB/T1591-2008中Q345系列)钢厂在生产中使用Ti、Nb微合金化辅以合适的轧制工艺生产出了合格的产品，极大地降低了生产成本。

含Nb钢的轧制主要工序是加热—粗轧—精轧—控冷等基本过程完成。

有资料表明，含铌0.039﹪低合金碳猛钢:溶解在奥氏体中的铌含量，随温度的升高而增加。在粗化温度以下时，含铌第二相粒子能有效地阻止晶粒长大；在稍高于粗化温度时，第二相粒子对一部分晶粒长大失去阻碍作用从而导致混晶的出现。发明人对铌＝0.020％-0.040％的C-Mn-Nb钢在不同加热温度下Nb的析出、固溶含量进行了研究，结果见表1。

表1不同加热温度下Nb的析出量、固溶量(％)

表中的试验结果表明：900℃以下钢中的Nb(C、N)量基本与原始轧态含量相当，而当温度高于900℃时，随温度升高Nb(C、N)开始少量溶解，超过990℃后钢中的Nb(C、N)开始大量溶解，Nb(C、N)充分固溶入钢中。C-Mn-Nb钢在1150℃时，钢中的Nb(C、N)析出相基本溶解完(约95％)，并固溶入钢中。

通过对表1分析含Nb低合金钢轧制过程可得知：Nb在1150-900℃的析出量几乎是52％(94.44-41.66％)，在900-840℃的析出量只有5％(41.66-36.11％)，因此Nb的析出是在高温轧制过程析出。控制轧制是在未在再结晶区形成大量的变形带，5％的Nb形成的Nb(C、N)在变形带析出，控冷过程中变为相变的核心，细化晶粒，提高材料的强度和韧性。

由前面钢中Nb的固溶行为分析可知，随着冷却速度提高，钢中Nb(C、N)的析出量有所减少，但相对减少量不大，由此看来在控轧控冷过程中单从Nb(C、N)的析出量来看，强冷并未使Nb(C、N)析出量显著提高，可见大量Nb(C、N)析出是在控轧的应变诱导下发生的。因此研究含Nb的控轧工艺尤为重要。有资料介绍武钢船板生产实际，高温再结晶区的控轧前几道次采用高温大压下，道次压下量为15-20mm，累计变形量60％以上；开轧温度1150℃，终轧温度980℃以上。仍有约5％的Nb(C、N)未溶于奥氏体中，这部分未溶的Nb(C、N)粒子，阻止加热奥氏体晶粒长大，细化加热时奥氏体晶粒。粗轧控轧在再结晶区进行，奥氏体在反复的变形及再结晶过程奥氏体晶粒得到细化。粗轧后待温度降至950℃精轧机。精轧道次压下率大于10％。含Nb的低碳钢将再结晶温度提高到900-950℃。因此精轧是在无再结晶(或少再结晶)区进行，进而获得变形奥氏体。由于Nb(C、N)的变形诱导析出，抑制了变形奥氏体晶粒长大，奥氏体在变形过程中形成大量的形变带、增加了γ→α转变时的形核点，增强了γ→α相变细化效果，细化了α晶粒，使钢具有高的强韧性，同时钢中有较高的位错密度。

中国专利申请号201110041266.7，201110041878.6，201110041280.7，201110041881.8均为“一种热轧钢卷的生产方法”，分别对Q345B、Q345C、Q345D、Q345E低合金钢板的生产技术进行了了公开。涉及钢板厚度范围是16mm以下热轧钢卷，不同于单张轧制的中厚钢板。其成分设计如表2。