[发明专利]一种超细组织微合金钢控制轧制方法

说明书

本发明属于合金钢生产工艺领域，特别适用于超细组织微合金钢控轧方法。

八十年代末，日本的YADA等人在对0.1C-1.0Mn的C-Mn钢进行控轧研究时发现，在该钢的A_e3以上30-50℃进行较大应变量形变时可应变诱导超细铁素体组织形成，如再配合加速冷却，便可获得铁素体晶粒尺寸为2-3μm的超细组织。通过该方法，YADA等人通过在A_e3以上40℃六道次的连续快速轧制，成功地轧制出铁素体晶粒尺寸为2-3μm的超细组织(H.Yada：国外钢铁1989.3：21-28)，九十年代中期，韩国的SUNGHAK LEE等人通过在0.1C-1.0Mn钢中加1.0Ni和0.2Nb，大大降低钢的A_e3温度，然后再对材料实施低温应变诱导轧制，获得了铁素体晶粒尺寸为1.1μm超细组织。(SUNGHAK LEE，Metallurgical and Materials Transactions A.Vol ume26A，May1995：1093)。YADA等人的技术未考虑精轧前组织演变情况对最终组织形成的影响。SUNGHAKLEE等人虽然考虑了控轧工艺的全流程，但在钢中加入了1.0Ni和0.2Nb，大大增加了材料的成本。

本发明的目的在于提供一种超细组织微合金钢的控制轧制方法，通过该方法不仅能使微合金钢的晶粒尺寸细化至0.9-1.2μm，而且能大大降低此类超细组织合金钢的生产成本。

基于上述目的，本发明采用的微合金钢化学成分如下(重量％)：C：0.08-0.12；Si：0.01-0.05；Mn：0.8-1.4；Nb：0.03-0.06；Ti：0.01-0.0 3；P：＜0.015；S≤0.01；余为Fe。

本发明采用上述微合金钢成份生产超细组织钢板的主要工艺流程如下：加热---再结晶控轧---应变诱导轧制---加速冷却。

首先，钢坯的加热至1150℃-1220℃以使Nb、Ti等微合金化元素充分溶解，钢坯出炉后在钢的奥氏体再结晶区(即：900-1150℃)实施两道次控轧，每一道次的变形量在20-40％之间，在这两道次轧制时可应变诱导轧制微合金化元素的C、N化物析出，其可阻止再结晶晶粒长大，从而可细化奥氏体组织，为应变诱导轧制准备理想的原始奥氏体组织状态，然后在800-840℃温度范围内对钢坯实施连续三道次应变诱导轧制，每道次的变形量为30-50％，各道次的间隔时间小于10秒，在此变形过程中可应变诱导出超细铁素体组织，经三道次连续变形后可使应变诱导铁素体的体积分数≥90％，通过缩短道次间隔时间可避免铁素体晶粒长大，在应变诱导最后一个道次完成后，以≥10℃/S的冷却速度对钢实施加速冷却，避免应变诱导铁素体晶粒长大。

晶粒细化是提高材料的强韧性的最有效方法之一，本发明技术通过钢坯加热温度控制，高温再结晶控制轧制，应变诱导轧制控制及加速冷却，可使本发明所采用的微合金钢的晶粒尺寸细化至0.9-1.2μm，有效地提高材料的强韧性。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、晶粒细化程度明显。

日本人YADA对0.1C-1.0Mn的C-Mn钢进行控轧，在该钢的A_r3以上30-50℃进行较大应变量形变时，应变诱导超细铁素体组织，可获得铁素体晶粒尺寸为2-3μm的超细组织，但这一工艺未考虑精轧前组织演变情况对最终组织形成的影响。而本发明方法可将0.1C-1.0Mn-0.04Nb-0.02Ti微合金化钢的晶粒尺寸细化至0.9-1.2μm。

2、可降低同类超细组织微合金钢的材料成本。

九十年代中期，韩国的SUNGHAK LEE等人通过在0.1c-1.0Mn钢中加入1.0Ni和2.0Nb，使钢的A_e3温度降低，然后再对材料实施低温应变诱导轧制，从而获得铁素体晶粒尺寸为1.1μm的超细组织，但是由于钢中加入了1.0Ni和0.2Nb，使材料的成本大大地增加了，而本发明所述方法是在不加Ni和只加少量Nb的情况下，考虑控制轧工艺全流程的基础上，使微合金钢0.08-0.12C---0.8-1.4Mn---0.03-0.06Nb---0.01-0.03Ti的铁素体晶粒尺寸细化至0.9-1.2μm，大大降低了材料的成本，提高性能价格比。

图1为用本发明生产方法生产的第1批微合金钢板的金相组织图。

图2为用本发明生产方法生产的第2批微合金钢板的金相组织图。

图3为用本发明生产方法生产的第3批微合金钢板的金相组织图。

实施例。