船内板用高强钢及其生产方法技术

本发明专利技术涉及一种高强钢及其生产方法，特别涉及一种船内板用高强钢及其生产方法。主要解决现有船内板用高强钢多采用较多合金元素导致成本高以及低成本船内板高强钢屈服强度不能满足需要等技术问题。技术方案：一种船内板用高强钢，其特征是其化学成分按质量百分比含有：碳：0.04～0.06％，硅：0.005～0.03％，锰：0.15～0.25％，磷≤0.016％，硫≤0.015％，硼：0.002～0.003％，铝：0.025～0.05％，余量为Fe及不可避免的杂质元素。本发明专利技术钢用于船内板，屈服强度Rel为600～720MPa，抗拉强度Rm为620～750MPa，显微组织为纤维状铁素体+珠光体+游离渗碳体。

【技术实现步骤摘要】
船内板用高强钢及其生产方法
本专利技术涉及一种高强钢及其生产方法，特别涉及一种船内板用高强钢及其生产方法。
技术介绍
船用钢板是钢铁材料中的精品，为了满足船用钢板对高强度、可焊接性等综合性能的要求，目前，各生产企业在制造过程中，均向钢中添加Nb、V、Ti等微合金强化元素，并向钢中加入一定量的Cr、Ni、Cu、Mo等元素的一种或多种，这样大大增加了钢的生产成本，增加了企业的经营负担。检索发现，专利申请号为CN201010281752.1、名称为“屈服强度550Mpa的超高强船体及海洋平台用钢及其生产方法”的中国专利申请提供了一种屈服强度550Mpa的超高强船体及海洋平台用钢及其生产方法，该船板钢按重量百分比含有：C0.04～0.07％、Si0.3～0.5％、Mn1.45～1.60％、P≤0.02％、S≤0.005％、Cr0.25～0.4％、Ni0.6～0.8％、Mo0.2～0.3％、V0.04～0.06％、Cu0.6～0.8％、Als0.015～0.045％。该专利不但含有较高的Si、Mn元素，还需向钢中加入Cr、Mo、Ni、V、Cu等昂贵的合金元素，并且还需严格控制钢中的S元素含量，要求S≤0.005％，大大增加了生产难度，生产成本很高，生产过程复杂。专利申请号为CN200710192423.8、名称为“一种高强度船用钢板及其生产方法”的中国专利申请提供了一种高强度船用钢板及其生产方法，该船板钢按重量百分比含有：碳：0.05～0.10％，硅：0.30～0.50％，锰：1.20～1.60％，磷≤0.02％，硫≤0.010％，铌：0.02～0.05％，钛：0.008～0.02％，铝：0.02～0.06％，镍：0.0～0.40％，铬：0～0.70％，钼：0～0.60％，铜：0～0.70％，钒：0.0～0.05％，氮≤0.008％。该钢仍然需加入多种合金元素，成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对现有技术存在的缺点，提供一种屈服强度为600-720MPa范围内的船内板用高强钢，同时给出其制造方法，主要解决现有船内板用高强钢多采用较多合金元素导致成本高以及低成本船内板高强钢屈服强度不能满足需要等技术问题。本专利技术的思路是采用一般碳素钢成分，为降低合金成本采用低硅、低锰设计，采用铝脱氧及作为晶粒细化元素，并利用夹杂物形态控制、热连轧控制冷却及控制冷轧压下率及退火温度控制技术进行生产，从而有助于保证本专利技术的钢材屈服强度在规定的范围内，同时具有良好的加工成型性能、良好的焊接性能、高性价比等优良综合性能，满足船内板用高强钢的综合需求。为了达到以上目的，申请人通过反复试验和不断理论分析，设计出本专利技术的船内板用高强钢化学成分,该专利技术钢按质量百分比含有：碳：0.04～0.06％，硅：0.005～0.03％，锰：0.15～0.25％，磷≤0.016％，硫≤0.015％，硼：0.002～0.003％，铝：0.025～0.05％，余量为Fe及不可避免的杂质元素。在本专利技术的船内板用高强钢中，各元素成分确定的缘由如下：[碳]：碳含量影响产品的强度、塑性、冲压性能。碳含量高时，延伸率低，并且变形后形成不均匀的变形区，在再结晶过程中，这些变形区促进了随机取向再结晶晶粒的形核，有利织构{111}相应减小，冲压性能下降。碳含量低冷轧退火后不能满足强度、硬度要求。根据材料的强度要求，碳含量设计在0.04-0.06%。[硅]：较低的硅含量，一方面有利于产品后续的涂镀性能，另一方面，产品已经要求较高的Al含量，不依赖Si元素脱氧。因此硅元素设计在0.005-0.03%。[锰]：锰在钢中的作用主要是强化和进一步消除S的不利影响的作用，Mn的设计范围是0.15-0.25%。[硫、磷]：硫、磷均是钢中的有害元素，在钢中均希望这两种元素控制在较低的水平，考虑到实际工艺控制能力及生产成本，S含量要求≤0.015%，P≤0.016%。[铝]：铝在钢中的作用非常重要，Al和N结合生成AlN,AlN是在退火过程中获得对冷拔性能有利的{111}织构和饼形晶粒的关键因素，同时由于AlN对N原子的固定作用，使冷轧板具有良好的抗时效性能，Alt含量要求0.025-0.05%。[硼]：Ｂ可以细化晶粒，对钢的焊接性能有利，并且可以降低船内板用高强钢生产过程中裂纹的产生，提高成材率，B含量设定为0.002-0.003%。本专利技术船内板用高强钢的炼钢生产方法采用铁水预脱硫、转炉顶底复合吹炼，RH炉精炼，必须保证RH纯脱气时间大于8分钟，连铸采用低碳钢保护渣，全程吹Ar保护浇铸，获得前述化学成分的船内板用高强钢板坯。其工艺步骤依次为：铁水脱硫预处理、扒渣、转炉冶炼、RH炉精炼、连铸。上述船内板用高强钢的热轧工艺方法为，将上述成分要求的连铸板坯加热至1070℃～1100℃，热轧分为两段式轧制工艺，其中粗轧在再结晶温度以上轧制，精轧在非再结晶温度区间轧制。粗轧阶段为5道次连轧，精轧为7道次连轧，精轧结束温度为890℃～900℃。精轧阶段压缩比80～86%，精轧后，层流冷却阶段采用后段冷却，卷取温度为570℃～590℃。上述船内板用高强钢的冷轧工艺和退火工艺方法为，将上述成分并经过热轧的船内板用高强钢热轧钢卷重新开卷经过酸洗掉表面氧化铁皮后，在5机架冷连轧机上进行冷轧，冷轧的压下率为85～90%，经过冷轧后的轧硬状态的钢带经过退火后得到厚度为0.6～1.5mm的成品冷轧钢带，退火工艺为，钢带在退火炉的均热段的退火温度范围为530～560℃，带钢在均热段的时间为35～65s。本专利技术具有以下优点：本专利技术采用一般碳素钢成分，为降低合金成本采用低硅、低锰设计，采用铝脱氧及作为晶粒细化元素，并利用夹杂物形态控制、热连轧控制冷却及控制冷轧压下率和退火温度控制技术进行生产，使板卷的屈服强度达到规定的范围，同时具有良好的加工成型性能、良好的焊接性能、高性价比等优良综合性能。在本专利技术的船内板用高强钢中，各工艺参数的理论依据是：连铸板坯加热温度：如果加热温度过高，钢中的AlN和Ti（C、N）等第二相粒子发生溶解后在热轧卷取过程重新析出更加细小、弥散的析出物，则抑制了在随后的冷轧、退火后晶粒的再结晶长大，使钢板的再结晶温度升高，不能适应低的退火温度。如果加热温度过低，由于热轧过程中的自然温降，无法保证本专利技术要求的终轧温度。连铸板坯加热温度设定为1070℃～1100℃。精轧结束温度：终轧温度需高于Ar3相变点，但终轧温度不能太高，否则必须提高连铸板坯的加热温度，增加能耗。精轧结束温度设定为890℃～900℃。卷取温度：热轧卷取温度是影响机械性能的关键因素之一,因为卷取温度影响到氮化物及碳化物的析出过程,特别是AlN的析出，本专利技术采用连续炉退火，退火温度较低，为了保证退火后的板卷具有一定的强度，将热轧卷取温度设计为570～590℃。冷轧压下率：本专利技术在5机架冷连轧机上进行冷轧，可以对带钢的张力进行有效地控制，冷轧压下率设定为85～90%，通过较大的冷轧形变，可获得板形较好、屈服强度高的板卷。退火：为了使退火后的钢卷具有较高的屈服强度，本专利技术通过多次试验，获得了合理的退火温度，钢带在退火炉均热段的退火温度设定为530～560℃，带钢在均热段的时间设定为35～65s，通过退火既消除了钢带的残余应力，又获得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船内板用高强钢，其特征是其化学成分按质量百分比含有：碳：0.04～0.06％，硅：0.005～0.03％，锰：0.15～0.25％，磷≤0.016％，硫≤0.015％，硼：0.002～0.003％，铝：0.025～0.05％，余量为Fe及不可避免的杂质元素。

【技术特征摘要】
1.一种船内板用高强钢，其特征是其化学成分按质量百分比含有：碳：0.04～0.06％，硅：0.005～0.03％，锰：0.15～0.25％，磷≤0.016％，硫≤0.015％，硼：0.002～0.003％，铝：0.025～0.05％，余量为Fe及不可避免的杂质元素；其制造包括铁水脱硫预处理、扒渣、转炉冶炼、RH炉精炼、连铸、热轧、酸洗、冷轧和退火，热轧前连铸板坯加热至1070℃～1100℃，热轧分为两段式轧制工艺，其中粗轧在再结晶温度以上轧制，精轧在非再结晶温度区间轧制；粗轧阶段为5道...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩孝永，
申请(专利权)人：上海梅山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32