CN107513662A - 挽救冷成型高强度用钢s700mc强度偏低的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种挽救冷成型高强度用钢S700MC强度偏低的热处理方法，所述生产方法包括冶炼、连铸、加热、轧制、冷却、卷取、开平、回火热处理工序；因热轧工序卷取温度波动较大，严重影响了微合金化合物的析出，降低了析出强化作用效果，造成屈服强度和抗拉强度，特别是屈服强度降低。本发明通过回火热处理，有效提高了冷成型高强度钢S700MC屈服强度和抗拉强度、同时改善了成型性能、降低了残余应力，解决了机械切割和火焰切割时镰刀变形的问题，更重要地是解决了冷成型高强度钢因轧制温度和冷却速度控制波动造成的力学性能和冲击性能不稳定问题。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种挽救冷成型高强度用钢S700MC强度偏低的生产方法。
背景技术
冷成型高强度用钢S700MC是汽车和机械行业冷成型用量比较大、用途最广的一个牌号，主要用于制造汽车纵梁、吊臂等，通常冷成型用钢S700MC带钢的加工主要是机械纵剪、火焰切割、焊接成型、折弯成型等。冷成型用钢S700MC既可以是热轧板卷出厂，也可以是板卷开平横切出厂，其中，开平横切出厂的钢板是可以实现回火热处理，并以热处理状态交货。本发明通过回火大幅度提高屈服强度，同时抗拉强度也有所提高，且回火热处理生产的钢板与热轧态前相比钢板拉伸性能有了明显提高，低温韧性和延伸率有所提高、硬度有所降低，钢板残余应力明显降低，从而改善冷成型高强度用钢的综合性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种挽救冷成型高强度用钢S700MC强度偏低的生产方法。本发明生产的钢板与热处理前相比钢板拉伸性能有了明显提高，低温韧性和延伸率有所提高、钢板残余应力明显降低，从而改善冷成型高强度钢的综合性能。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：一种挽救冷成型高强度用钢S700MC强度偏低的生产方法，所述生产方法包括连铸、加热、轧制、冷却、卷取、开平、回火热处理工序；所述回火热处理工序，钢板进入热处理炉的入口温度≤350℃，加热温度为600-640℃。
本发明所述连铸工序，冶炼钢水连铸成坯，铸坯厚度230mm。
本发明所述连铸工序，连铸坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.04-0.10%，Si≤0.10%，Mn：1.45-1.95%，P≤0.015%，S≤0.004%，Als：0.010-0.055%，Ti：0.07-0.11%，Mo：0.14-0.20%，余量为铁和不可避免的杂质。
本发明所述加热工序，铸坯加热温度为1200-1250℃，加热时间为180-240min。
本发明所述轧制工序，粗轧最后道次轧制温度为1050-1080℃，粗轧阶段压缩比为78-81%；控制中间坯厚度为45～50mm，中间坯入口温度为950～980℃；精轧开轧温度为940-980℃，精轧阶段压缩比为70-94%；避开1006-1040℃之间部分再结晶温区轧制。
本发明所述冷却工序，采用层流冷却工艺，层流冷却速率控制在24.1-42.8℃/s；层流冷却水量分别控制为：带钢上表面层流冷却水量与下表面层流冷却水量之比为1.05-1.20。
本发明所述卷取工序，卷取温度要求为600-650℃，但实际生产时卷取温度波动超出上述温度范围，在540-580℃，造成屈服强度和抗拉强度降低，通过回火热处理可以挽救此类钢板。
本发明所述开平工序，开平板厚度8.0～10.0mm，开平过程中厚度减薄量控制在原厚度值的0.2～0.6%；具体工艺为：热轧钢卷-开卷机-带反弯辊的双夹送辊-1#带钢矫直机-切边、碎边剪-飞剪-皮带运输机-2#钢板矫直机-钢板喷印、冲印-钢板板形、表面检查-码垛机-板垛运输机-1#、2#自动打捆机-吊运入库。
本发明所述回火热处理工序，钢板进入热处理炉的入口温度≤350℃，加热温度为600-640℃，加热速率≤350℃/h，在炉保温时间40～60min，满足保温时间后，出炉矫直后空冷至室温。
本发明设计思路：
本发明首先利用钢卷取样检验屈服强度和抗拉强度，特别是屈服强度偏低的板卷，进行开平，同时切除钢带内圈3.5米，对开平板进行回火处理，其中，在轧制工序中，由于钢带长度方向温度波动和宽度方向冷却水的波动等，造成力学性能波动，出现部分钢带拉伸性能和冲击性能不能满足标准要求，为了降低损失，通过对钢带开平，进行回火，有效提高了屈服强度和抗拉强度，同时，回火后钢板的延伸率和低温冲击功也有所提高，钢板的残余应力得到一定消除。
开平板(8.0mm)回火前的性能情况：由于卷取温度控制波动幅度较大，导致微合金碳氮化物不能充分析出，造成强度特别是屈服强度偏低，为了挽救这种钢材，对钢卷开平后进行回火处理。上述钢材性能指标如下：
屈服强度（Rel）：573～695MPa，抗拉强度（Rm）：797～863MPa，延伸率（A）：16～21%，低温（-40）冲击功：80～146J；
标准（EN10149-2:2013）要求性能：屈服强度（Rel）：≥700MPa，抗拉强度（Rm）：750～950MPa，延伸率（A）：≥12%，低温（-40）冲击功：≥27J。
本发明冷成型高强度钢S700MC产品检测标准参考EN10149-2:2013。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明生产的冷成型高强度钢S700MC力学性能均匀，长度方向上各处变化较小，保证了钢板在拉伸或成型时总体性能的稳定性、降低了钢板的残余应力，有效解决了钢板机械切割和火焰切割时镰刀变形的问题。2、本发明生产的冷成型高强度钢S700MC经过回火热处理后，回火钢板上表、下表和中心部分较原来钢带表面维氏硬度平均降低1～5HV，提高了成型性能。3、本发明生产的冷成型高强度钢S700MC回火热处理后的钢板进行机械切割和火焰切割时钢板长度方向和宽度方向上翘曲变形和镰刀弯形状很小。4、本发明解决了冷成型高强度钢因轧制温度和冷却温度控制波动而造成的力学性能和冲击性能不稳定问题。
附图说明
图1为实施例1高强度用钢S700MC回火前金相组织图；
图2为实施例1高强度用钢S700MC回火后金相组织图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
本实施例挽救冷成型高强度用钢S700MC强度偏低的生产方法包括连铸、加热、轧制、冷却、卷取、开平、回火热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）连铸工序：冶炼钢水连铸成坯，铸坯厚度230mm；连铸坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.06%，Si：0.10%，Mn：1.55%，P：0.014%，S：0.004%，Als：0.010%，Ti：0.07%，Mo：0.16%，余量为铁和不可避免的杂质；
（2）加热工序：铸坯加热温度为1240℃，加热时间218min；
（3）轧制工序：粗轧最后道次轧制温度为1050℃，粗轧阶段压缩比为78%；控制中间坯厚度为45mm，中间坯入口温度为950℃；精轧开轧温度为940℃，精轧阶段压缩比70%；
（4）冷却工序：采用层流冷却工艺，层流冷却速率控制在42.1℃/s；层流冷却水量分别控制为：带钢下表面层流冷却水量与上表面层流冷却水量之比为1.05；
（5）卷取工序：卷取温度为540℃；
（6）开平工序：开平板8.0mm，开平过程中厚度减薄量控制在原厚度值的0.2%；
本实施例冷成型高强度钢S700MC热轧态板卷厚度8mm，屈服强度Rel：575MPa，抗拉强度Rm：799MPa，延伸率A：17%，低温-40℃冲击功：106J。
热轧态硬度：对应钢卷头、中、尾、1/4处和3/4处硬度分别为（165、168、173）、（172、167、174）、（168、175、171）、（166、173、169）、（167、171、172）；
（7）回火热处理工序：钢板进入热处理炉的入口温度为300℃，加热温度600℃，加热速率350℃/h，在炉保温时间45 min，满足保温时间后，出炉矫直后空冷至室温。
回火热处理后冷成型高强度用钢S700MC板卷屈服强度Rel：755MPa，抗拉强度Rm：840MPa，延伸率A：17.5%，低温-40℃冲击功：129J；
回火热处理后硬度：对应钢卷头、中、尾、1/4处和3/4处硬度分别为（161、165、171）、（170、168、169）、（167、171、170）、（162、172、167）、（165、172、165）；
回火钢板上表、下表和中心部分较热轧态硬度维氏硬度稍有下降，平均降低2～3HV。
回火热处理生产的钢板与热轧态前相比钢板拉伸性能有了明显提高，低温韧性和延伸率有所改善、硬度有所降低，钢板残余应力明显降低，从而改善冷成型高强度用钢的综合性能。
本实施例高强度用钢S700MC回火前金相组织图见图1；回火后金相组织图见图2。（实施例2-4高强度用钢S700MC回火前后金相组织图与实施例1类似，故省略）
实施例2
本实施例挽救冷成型高强度用钢S700MC强度偏低的生产方法包括连铸、加热、轧制、冷却、卷取、开平、回火热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）连铸工序：冶炼钢水连铸成坯，铸坯厚度230mm；连铸坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.09%，Si：0.05%，Mn：1.65%，P：0.010%，S：0.002%，Als：0.055%，Ti：0.11%，Mo：0.15%，余量为铁和不可避免的杂质；
（2）加热工序：铸坯加热温度为1250℃，加热时间240min；
（3）轧制工序：粗轧最后道次轧制温度为1080℃，粗轧阶段压缩比为81%；控制中间坯厚度为50mm，中间坯入口温度为980℃；精轧开轧温度为980℃，精轧阶段压缩比94%；
（4）冷却工序：采用层流冷却工艺，层流冷却速率控制在42.8℃/s；层流冷却水量分别控制为：带钢下表面层流冷却水量与上表面层流冷却水量之比为1.20；
（5）卷取工序：卷取温度为560℃；
（6）开平工序：开平板8.0mm，开平过程中厚度减薄量控制在原厚度值的0.3%；
本实施例冷成型高强度用钢S700MC热轧态板卷厚度8mm，屈服强度Rel：682MPa，抗拉强度Rm：805MPa，延伸率A：21%，低温-40℃冲击功：108J。
热轧态硬度：对应钢卷头、中、尾、1/4处和3/4处硬度分别为（165、168、170）、（171、171、173）、（168、175、171）、（166、173、169）、（167、171、172）；
（7）回火热处理工序：钢板进入热处理炉的入口温度为320℃，加热温度620℃，加热速率300℃/h，在炉保温时间46min，满足保温时间后，出炉矫直后空冷至室温。
回火热处理后硬度：对应钢卷头、中、尾、1/4处和3/4处硬度分别为（163、165、171）、（170、169、171）、（165、171、169）、（165、171、166）、（165、167、169）；
回火热处理后冷成型高强度用钢S700MC板卷屈服强度Rel：760MPa，抗拉强度Rm：835MPa，延伸率A：18.5%，低温-40℃冲击功：115J ；
回火钢板上表、下表和中心部分较原来钢带表面维氏硬度稍有下降，平均降低1～3HV。
回火热处理生产的钢板与热轧态前相比钢板拉伸性能有了明显提高，低温韧性和延伸率有所改善、硬度有所降低，钢板残余应力明显降低，从而改善冷成型高强度用钢的综合性能。
实施例3
本实施例挽救冷成型高强度用钢S700MC强度偏低的生产方法包括连铸、加热、轧制、冷却、卷取、开平、回火热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）连铸工序：冶炼钢水连铸成坯，铸坯厚度230mm；连铸坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.04%，Si：0.03%，Mn：1.45%，P：0.015%，S：0.003%，Als：0.020%，Ti：0.09%，Mo：0.20%，余量为铁和不可避免的杂质；
（2）加热工序：铸坯加热温度为1200℃，加热时间180min；
（3）轧制工序：粗轧最后道次轧制温度为1060℃，粗轧阶段压缩比为78.7%；控制中间坯厚度为47mm，中间坯入口温度为960℃；精轧开轧温度为950℃，精轧阶段压缩比75%；
（4）冷却工序：采用层流冷却工艺，层流冷却速率控制在24.1℃/s；层流冷却水量分别控制为：带钢下表面层流冷却水量与上表面层流冷却水量之比为1.10；
（5）卷取工序：卷取温度为580℃；
（6）开平工序：开平板10.0mm，开平过程中厚度减薄量控制在原厚度值的0.6%；
本实施例冷成型高强度用钢S700MC热轧态板卷厚度10mm，屈服强度Rel：621MPa，抗拉强度Rm：837MPa，延伸率A：18%，低温-40℃冲击功：98J。
热轧态硬度：对应钢卷头、中、尾、1/4处和3/4处硬度分别为（165、167、173）、（172、171、174）、（168、175、171）、（166、173、169）、（167、171、172）；
（7）回火热处理工序：钢板进入热处理炉的入口温度为280℃，加热温度640℃，加热速率320℃/h，在炉保温时间40 min，满足保温时间后，出炉矫直后空冷至室温。
回火热处理后硬度：对应钢卷头、中、尾、1/4处和3/4处硬度分别为（162、165、171）、（171、167、171）、（165、172、171）、（163、171、165）、（164、170、171）；
回火热处理后冷成型高强度用钢S700MC板卷屈服强度Rel：748MPa，抗拉强度Rm：853MPa，延伸率A：17.5%，低温-40℃冲击功：154J；
回火钢板上表、下表和中心部分较原来钢带表面维氏硬度稍有下降，平均降低1～3HV。
回火热处理生产的钢板与热轧态前相比钢板拉伸性能有了明显提高，低温韧性和延伸率有所改善、硬度有所降低，钢板残余应力明显降低，从而改善冷成型高强度用钢的综合性能。
实施例4
本实施例挽救冷成型高强度用钢S700MC强度偏低的生产方法包括连铸、加热、轧制、冷却、卷取、开平、回火热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）连铸工序：冶炼钢水连铸成坯，铸坯厚度230mm；连铸坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.10%，Si：0.07%，Mn：1.95%，P：0.09%，S：0.001%，Als：0.035%，Ti：0.08%，Mo：0.14%，余量为铁和不可避免的杂质；
（2）加热工序：铸坯加热温度为1235℃，加热时间220min；
（3）轧制工序：粗轧最后道次轧制温度为1070℃，粗轧阶段压缩比为78.7%；控制中间坯厚度为49mm，中间坯入口温度为970℃；精轧开轧温度为970℃，精轧阶段压缩比79.6%；
（4）冷却工序：采用层流冷却工艺，层流冷却速率控制在39.8℃/s；层流冷却水量分别控制为：带钢下表面层流冷却水量与上表面层流冷却水量之比为1.15；
（5）卷取工序：卷取温度为570℃；
（6）开平工序：开平板10.0mm，开平过程中厚度减薄量控制在原厚度值的0.5%；
本实施例冷成型高强度用钢S700MC热轧态板卷厚度10.0mm，屈服强度Rel：658MPa，抗拉强度Rm：814MPa，延伸率A：19%，低温-40℃冲击功：128J。
热轧态硬度：对应钢卷头、中、尾、1/4处和3/4处硬度分别为（165、168、173）、（172、175、174）、（168、175、171）、（166、173、169）、（167、171、172）；
（7）钢板进入热处理炉的入口温度为350℃，加热温度610℃，加热速率325℃/h，在炉保温时间60min，满足保温时间后，出炉矫直后空冷至室温。
回火热处理后冷成型高强度用钢S700MC板卷屈服强度Rel：738MPa，抗拉强度Rm：846MPa，延伸率A：20.5%，低温-40℃冲击功：135J；
回火热处理后硬度：对应钢卷头、中、尾、1/4处和3/4处硬度分别为（159、163、171）、（170、169、171）、（165、172、169）、（163、168、166）、（165、170、169）；
回火钢板上表、下表和中心部分较原来钢带表面维氏硬度稍有下降，平均降低2～5HV。
回火热处理生产的钢板与热轧态前相比钢板拉伸性能有了明显提高，低温韧性和延伸率有所改善、硬度有所降低，钢板残余应力明显降低，从而改善冷成型高强度用钢的综合性能。
实验证明本发明生产的冷成型高强度用钢S700MC拉伸性能、冲击性能和延伸率波动小，钢板显微组织均匀，提高了冷成型高强度用钢S700MC的强度、成型性能、降低了钢板的残余应力，有效解决了钢板机械切割和火焰切割时镰刀变形的问题，解决了冷成型高强度用钢因轧制温度和冷却速度控制波动而造成的力学性能和冲击性能不稳定问题。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种挽救冷成型高强度用钢S700MC强度偏低的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括连铸、加热、轧制、冷却、卷取、开平、回火热处理工序；所述回火热处理工序，钢板进入热处理炉的入口温度≤350℃，加热温度为600-640℃。
2.根据权利要求1所述的一种挽救冷成型高强度用钢S700MC强度偏低的生产方法，其特征在于，所述连铸工序，冶炼钢水连铸成坯，铸坯厚度230mm。
3.根据权利要求1所述的一种挽救冷成型高强度用钢S700MC强度偏低的生产方法，其特征在于，所述连铸工序，连铸坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.04-0.10%，Si≤0.10%，Mn：1.45-1.95%，P≤0.015%，S≤0.004%，Als：0.010-0.055%，Ti：0.07-0.11%，Mo：0.14-0.20%，余量为铁和不可避免的杂质。
4.根据权利要求1所述的一种挽救冷成型高强度用钢S700MC强度偏低的生产方法，其特征在于，所述加热工序，铸坯加热温度为1200-1250℃，加热时间为180-240min。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种挽救冷成型高强度用钢S700MC强度偏低的生产方法，其特征在于，所述轧制工序，粗轧最后道次轧制温度为1050-1080℃，粗轧阶段压缩比为78-81%；控制中间坯厚度为45～50mm，中间坯入口温度为950～980℃；精轧开轧温度为940-980℃，精轧阶段压缩比为70-94%。
6.根据权利要求1-4任意一项所述的一种挽救冷成型高强度用钢S700MC强度偏低的生产方法，其特征在于，所述冷却工序，采用层流冷却工艺，层流冷却速率控制在24.1-42.8℃/s；层流冷却水量分别控制为：带钢下表面层流冷却水量与上表面层流冷却水量之比为1.05-1.20。
7.根据权利要求1-4任意一项所述的一种挽救冷成型高强度用钢S700MC强度偏低的生产方法，其特征在于，所述卷取工序，卷取温度要求为600-650℃，但实际生产时卷取温度波动超出上述温度范围，在540-580℃，造成屈服强度和抗拉强度降低，通过回火热处理可以挽救此类钢板。
8.根据权利要求1-4任意一项所述的一种挽救冷成型高强度用钢S700MC强度偏低的生产方法，其特征在于，所述开平工序，开平板8.0～10.0mm，开平过程中厚度减薄量控制在原厚度值的0.2～0.6%。
9.根据权利要求1-4任意一项所述的一种挽救冷成型高强度用钢S700MC强度偏低的生产方法，其特征在于，所述回火热处理工序，钢板进入热处理炉的入口温度≤350℃，加热温度为600-640℃，加热速率≤350℃/h，在炉保温时间40～60min，满足保温时间后，出炉矫直后空冷至室温。
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