一种屈服强度450MPa级热轧钢板及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种屈服强度450MPa级热轧钢板及其制造方法，解决现有屈服强度450MPa级热轧钢板生产成本高的技术问题。一种屈服强度450MPa级热轧钢板，其化学成分质量百分比为：C:0.04~0.08%，Si:0.10~0.40%，Mn:1.20~1.50%，P≤0.02%，S≤0.01%，N≤0.0060%，Al:0.015~0.040%，Ti:0.04~0.06%，余量为铁和不可避免夹杂，其组织为铁素体+极少量珠光体，热轧钢板的屈服强度≥450MPa，抗拉强度≥590MPa，断后伸长率≥20%。本发明专利技术热轧钢板可用于工程机械、汽车、铁路、集装箱等领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种热轧高强钢板，特别涉及一种屈服强度450MPa级热轧钢板及其制造方法。
技术介绍
低合金结构用热轧钢板是板带产品中用途最广、使用量最大的一种钢铁材料，主要用于汽车结构、工程机械、建筑结构以及其他一般结构件，低合金结构钢一般添加Nb、V、Ti等微合金元素，通过合适的热轧控制轧制和控制冷却工艺，从而生产出强韧性配合较好的热轧钢板。中国专利申请号201210415974.7公开了一种铁路货车零部件用屈服强度450MPa级钢及生产方法，其以C-Mn为基础，并控制碳当量Ceq≤0.42%，配以匹配的工艺，得到的钢板同时具有良好的焊接性能。虽然C、Mn含量较低，但采用Nb（0.01~0.08%）、V（0.02~0.10%）两种微合金元素，合金种类较多，成本较高。中国专利申请号201010180589.X公开了一种基于转炉-CSP短流程屈服强度450MPa级高强耐候钢板生产工艺，其在低碳锰钢基础上，采用Nb（0.015~0.035%）微合金化+控轧控冷工艺生产，为了保证耐候性还添加了Cu: 0.25~0.40％，Ni: 0.12~0.35％，Cr: 0.45~0.75％等合金元素。中国专利申请号200910304129.0公开了一种含Nb钢板及其制造方法，其化学成分C: 0.07~0.12%，Si ≤0.35%，Mn: 1.10~1.50%，P ≤0.025%，S ≤0.015%，Nb: 0~0.10%，结合合适工艺，可实现屈服强度350~410MPa、400~460MPa、450~510MPa三个不同级别，对该成分而言，添加了一定量的Nb合金，成本也较高。因此，现有技术中公开有关屈服强度450MPa热轧钢板的技术方案多是通过Nb微合金化为主，添加一种以上微合金元素，存在加入过多合金元素或合金元素较高的问题，增加了合金成本，进而增加了制造成本的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种屈服强度450MPa级热轧钢板及其制造方法，解决现有屈服强度450MPa级热轧钢板生产成本高的技术问题。与Nb、V等合金元素相比，Ti合金成本相对较低，本专利技术通过在C-Mn钢成分基础上，采用Ti替代Nb、V等，结合合适的热轧工艺设计，在保证了材料性能的前提下，降低合金成本。本专利技术采用的技术方案是：一种屈服强度450MPa级热轧钢板，其化学成分质量百分比为：C: 0.04~0.08%，Si: 0.10~0.40%，Mn: 1.20~1.50%，P≤0.02%，S≤0.01%，N≤0.0060%，Al: 0.015~0.040%，Ti: 0.04~0.06%，余量为铁和不可避免夹杂。本专利技术所述的屈服强度450MPa级热轧钢板化学成分限定在上述范围内的理由如下：碳：碳含量对提高强度有利，但过高的碳含量会在钢中形成较多粗大脆性的碳化物颗粒，对塑性和韧性不利，碳含量过高还会在钢板中心偏析带，也会增加焊接碳当量，不利于焊接，而碳含量过低必须要添加合金来提高强度，成本较高，本专利技术设定的C含量为0.04%~0.08%。硅：硅固溶在钢板基体中有明显的强化效果，但是硅含量过高对钢板塑性和韧性不利，同时含量过高会在热轧板表面形成严重的难以去除的锈红铁皮，影响产品外观及后续表面处理。本专利技术限定Si含量为0.10%~0.40%。锰：锰一方面可以起到固溶强化的作用，同时可提高材料淬透性，是提高材料强度重要元素之一，同时能扩大奥氏体区，降低铁素体转变温度，扩大轧制工艺窗口。但Mn含量高，容易产生偏析并会降低材料韧性，恶化性能。本专利技术限定Mn含量范围为1.20%~1.50%。硫和磷：硫和磷元素过高会对材料韧性和塑性有不利影响，而硫和璘过低，又会增加炼钢的脱硫和脱磷成本。本专利技术限定硫含量应控制在0.01%以内，磷含量应控制在0.02%以内。氮：氮含量过高会严重恶化材料的塑性和韧性，对于Ti微合金化高强钢，由于N与Ti在高温下结合生产较大尺寸的TiN，一方面对材料的韧性产生影响，另一方面会降低钢种与C结合生产细小TiC的有效钛含量，从而导致强度降低。因此，本专利技术限定氮含量应小于0.006％。铝：铝在本专利技术中的作用是起到脱氧的作用，铝是强氧化性形成元素，和钢中氧形成Al2O3在炼钢时去除。铝过高会形成过多的Al2O3夹杂，并且连铸浇注是容易堵塞浇注水口。本专利技术限定Al含量为0.015%～0.040%。钛：钛与Nb、V、Mo等相比，Ti合金的成本最低。钛在高温时形成TiN析出相有效细化奥氏体晶粒，在低温时形成TiC析出相，比较容易得到细小、弥散的析出相，能够有效提高强度，少量的Ti就能得到明显的强化效果，加入量过多，对钢板的冲击韧性有不利影响。本专利技术限定Ti含量为0.04%~0.06%。一种屈服强度450MPa级热轧钢板的制造方法，该方法包括：钢水经真空脱气处理后进行连铸得到连铸板坯，其中所述钢水成分的质量百分比为：C: 0.04~0.08%，Si: 0.10~0.40%，Mn: 1.20~1.50%，P≤0.02%，S≤0.01%，N≤0.0060%，Al: 0.015~0.040%，Ti: 0.04~0.06%，余量为铁和不可避免夹杂。连铸板坯于1210~1250℃，加热150~240min后进行热轧，所述的热轧为两阶段控制轧制工艺，粗轧为6道次轧制，在奥氏体再结晶温度以上轧制，粗轧结束温度为1050~1100℃；精轧7道次连轧，精轧入口温度1000~1050℃，精轧结束温度在830~890℃；精轧后，钢板成品厚度为1.5~12mm，层流冷却采用前段冷却，冷却速度20~60℃/s，卷取温度为560~680℃时卷取得热轧钢卷。本专利技术采取的热轧工艺制度的理由如下：1、板坯加热温度和加热时间设定板坯加热温度和时间的设定在于保证连铸坯中粗大的TiN、TiC等颗粒的溶解，由于存在一定量的Ti，连铸板坯冷却过程中会析出TiN、TiC等颗粒。板坯加热过程中，需要将粗大的TiN、TiC等粒子充分溶解，保证在轧后的冷却过程能够析出弥散的、细小的TiC等粒子，有效发挥Ti的析出强化效果。温度过低或加热时间过短，连铸板坯中原始粗大的TiN、TiC等粒子不能充分溶解，而温度过高，加热时间过长，板坯原始组织粗大、加上表面氧化脱碳严重，不利于钢板最终性能和表面质量。根据本专利技术化学成分中Ti含量，设定连铸板坯加热温度为1210~1250℃，加热时间为150~240min。2、粗轧结束温度设定粗轧轧制过程控制在奥氏体再结晶温度以上轧制，确保得到均匀细小的奥氏体晶粒。因此本专利技术设定粗轧结束温度为1050~1100℃。3、精轧结束温度设定本专利技术的精轧温度设定有两方面的作用，一方面通过奥氏体未再结晶区轧制，得到内部有变形带的扁平状奥氏体晶粒，在随后的层流冷却过程中转变成细小的铁素体晶粒，发挥细晶强化的作用。另一方面，精轧温度设定还要防止TiC粒子大部分提前在变形奥氏体内析出。因此因此本专利技术设定精轧结束温度为830~890℃。4、层流冷却速度设定本专利技术设定的层流冷却速度非常关键，采用快的层流冷却速度来抑制铁素体晶粒的长大和TiC在高温段的析出。快速使得在较低温度下的铁素体内析出细小弥散的TiC粒子成为可能。冷却速度过慢，无法抑制TiC在高温变形奥氏体中的提前析出；冷却过快过快，会本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种屈服强度450MPa级热轧钢板，其化学成分的质量百分比为：C: 0.04~0.08%，Si: 0.10~0.40%，Mn: 1.20~1.50%，P≤0.02%，S≤0.01%，N≤0.0060%，Al: 0.015~0.040%，Ti: 0.04~0.06%，余量为铁和不可避免夹杂。

【技术特征摘要】
1.一种屈服强度450MPa级热轧钢板，其化学成分的质量百分比为：C: 0.04~0.08%，Si: 0.10~0.40%，Mn: 1.20~1.50%，P≤0.02%，S≤0.01%，N≤0.0060%，Al: 0.015~0.040%，Ti: 0.04~0.06%，余量为铁和不可避免夹杂。2.如权利要求1所述的屈服强度450MPa级热轧钢板，其组织为细晶粒铁素体+极少量珠光体，所述组织晶粒度为10~12级。3.如权利要求1和2所述的屈服强度450MPa级热轧钢板，其1.5~12mm厚热轧钢板屈服强度≥450MPa，抗拉强度≥590MPa，断后伸长率≥20%。4.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：段争涛，裴新华，凌爱兵，
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