[发明专利]一种具有多层组织结构的低碳热轧薄钢板生产方法

说明书

一种具有多层组织结构的低碳热轧薄钢板生产方法，属于冶金技术领域。该方法生产流程如下：连铸成坯→1#加热炉均热→粗轧机组粗轧→2#加热炉加热→高压水除磷→精轧机组精轧→层冷装置冷却→卷取机卷取。该方法获得的具有多层组织结构的低碳热轧薄钢板，不同于通过爆炸或热轧等复合工艺得到的复合钢板，也不同于普通热轧工艺或冷轧工艺得到的均质钢板，利用该方法生产的低碳热轧薄钢板，具有非常高的边缘延展性，边缘开裂风险低，其性能优良，能很好的满足下游用户使用需求。该方法省略了复合钢板的复合工艺，避免了梯度材料制备工艺复杂、均质钢板开裂等问题，又具有简化工序、降低碳排放、生产效率高、绿色环保及低成本等优势。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种具有多层组织结构的低碳热轧薄钢板生产方法。

背景技术

低碳热轧薄钢板具有较高的强度、良好的塑韧性、易于加工成型及良好的可焊接性等优良性能，主要作为冷轧基料、酸洗板基料、镀锡/锌板基料等，广泛应用于船舶、汽车、公路桥梁、建筑、机械设备、输油管线、高压容器等行业。目前低碳热轧钢板的生产主要采用奥氏体区轧制(终轧温度≥A₃+50℃)，少量采用铁素体区轧制(终轧温度A_GP)，使奥氏体或铁素体发生再结晶细化和控制长大，获得晶粒均匀、单一组织结构的均质低碳热轧钢板，严格禁止在两相区或未再结晶区进行轧制得到晶粒大小不均的混晶组织。而≤2.0mm，特别是≤1.2mm的钢板主要通过热轧板进行多道次冷轧和退火后获得的均质冷轧板或退火板。但这种单一组织结构的均质钢板在弯曲、冲压、扩孔、翻边、冷轧等冷加工时，不同位置承受的变形不同，导致这种均质板出现弯曲面裂纹、角裂、边裂、回弹大、焊接区裂纹等问题，即边缘延展性较差，需要进行补焊、提前预热、成形后退火等；如按最大变形条件来选择钢板，则造成性能浪费，成本高。对此，为了节约成本和提高边缘延展性，需要一种具有多层组织结构的钢板来满足上述成形的需要。目前，为获得多层组织结构主要由几种单一组织结构的钢板通过爆炸、热轧、焊接等复合工艺生产的复合板或通过化学气相沉积法、物理蒸发法、喷涂法、3D打印等连续地改变多种材料的组成和结构得到的梯度材料。比如热轧不锈钢复合板就是把处于物理纯净状态的碳钢基板和不锈钢覆板，在高度真空条件下进行轧制而成，其具有不锈钢的耐腐蚀性、又具有碳钢良好的机械强度和加工性能，实现低成本和高性能的完美结合。还有超音速燃烧冲压式发动机燃烧室壁采用耐低温金属和耐高温陶瓷通过3D打印得到的渐变的非均质梯度材料，其具有耐热应力强度和机械强度也较好的新功能。这些集多种材料的优良性能于一身的材料越来越受到材料界研究人员的重视，但其制备方法复杂、所需原料受限、成本较高、生产效率较低。对此，开发一种具有多层组织结构的低碳热轧薄钢板成为解决上述问题的关键。

发明内容

针对均质钢板边缘延展性差，冲切后成形易出现裂纹，成本高，以及复合板或梯度材料生产过程复杂等问题，本发明提供一种具有多层组织结构的低碳热轧薄钢板生产方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案；

低碳热轧薄钢板化学成分及质量百分比：C≤0.05％，Si≤0.03％，Mn：0.07～0.15％，P≤0.015％，S≤0.010％，Als：0.025～0.050％，B≤0.003％，Nb+V+Ti+Cr≤0.10％，余量为Fe及不可避免杂质。具体制备步骤如下：连铸成坯→1#加热炉均热→粗轧机组粗轧→2#加热炉加热→高压水除磷→精轧机组精轧→层冷装置冷却→卷取机卷取。

进一步地，采用连铸机连铸成坯，得到的铸坯厚度为80—110㎜。

进一步地，1#加热炉采用步进辊底式加热炉，1#加热炉将铸坯加热至A₃+180℃，加热时间≥6min，确保铸坯沿厚度方向温差≤15℃，且铸坯处于完全奥氏体化，实现均热，保证粗轧前铸坯具有均匀的组织结构和温度。

进一步地，所述粗轧工序中，采用2—4道次轧制，单道次压缩率≥25％。粗轧终轧温度为A₃+110℃，所得中间坯厚度为9—35㎜。