CN110760756B

CN110760756B - 一种厚规格dp680级热轧双相钢及其制备方法

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Publication number: CN110760756B
Application number: CN201911180955.9A
Authority: CN
Inventors: 张志强; 周晓光; 贾改风; 刘洪旭; 陈子刚; 吕德文; 刘振宇; 柳风林; 周建川
Original assignee: Handan Iron and Steel Group Co Ltd; Northeastern University China; HBIS Co Ltd Handan Branch
Current assignee: Handan Iron and Steel Group Co Ltd; Northeastern University China; HBIS Co Ltd Handan Branch
Priority date: 2019-11-27
Filing date: 2019-11-27
Publication date: 2021-06-22
Anticipated expiration: 2039-11-27
Also published as: CN110760756A

Abstract

本发明的一种厚规格DP680级热轧双相钢及其制备方法，钢板化学成分按重量百分比为：0.045～0.08％C，Si≤0.04％，1.0～1.30％Mn，0.02～0.029％Ti，0.51～0.65％Cr，P≤0.01％，S≤0.005％，0.0015～0.0045％N，0.02～0.045％Als，其余为铁和不可避免杂质。制备方法：钢坯加热至1220～1250℃，保温2.0～2.5h后进行轧制，粗轧开轧温度为1150～1200℃，精轧开轧温度为950～1000℃，终轧温度为870～920℃；对板带进行水冷‑空冷‑水冷三段式冷却，卷取温度不低于400℃。制备钢板抗拉强度704～748MPa，屈服强度418～446MPa，延伸率28％～33％，屈强比0.58～0.61，由于加入一定量Cr元素，可生产11～22mm厚钢板，具备高强度和低屈强比特点，同时具有较好表面质量。

Description

一种厚规格DP680级热轧双相钢及其制备方法

技术领域：

本发明属于冶金技术及轧钢技术领域，具体涉及一种厚规格DP680级热轧双相钢及其制备方法。

背景技术：

随着国民经济的快速发展，对重型卡车的需求不可或缺，尤其是在运输建材、煤炭、钢铁等方面。而重型卡车车轮用轮辐需要性能良好、更厚规格(>10mm)的高强度钢板，可以有效提高重型卡车的安全性。双相钢因具有良好的强塑性、低屈强比(Rp0.2/Rm)、高初始加工硬化率等良好的综合性能，可满足重型卡车的车轮轮辐的使用需求；同时，双相钢在强度级别上，国内外生产及应用的热轧双相钢主要以DP540-DP600为主，更高级别的DP钢需求迫在眉睫。比如，重型卡车车轮轮辐对DP680级别热轧双相钢需求量较为巨大，而DP680级强度级别双相钢的研发和生产鲜见报道。

专利CN201610450190.6公开了一种780MPa级热轧高扩孔双相钢及其制造方法，其在成分设计时添加了含量为0.8％～1.8％的硅(Si)，Si含量高易形成红色氧化铁皮，导致钢板表面质量较差，制约其使用；专利CN201810340842.X公开了一种700MPa级含钛热轧双相钢板及其制造方法，其成分设计中添加硅(Si)含量为0.80％～1.20％，易形成红色氧化铁皮，导致钢板表面质量较差，制约其使用，同时终轧温度为780～840℃，较低的终轧温度导致轧机负荷较大；专利CN201710872795.9公布了一种热轧双相钢及其加工方法，其终轧温度为790～850℃，较低的终轧温度导致轧机负荷较大，同时其卷取温度为150～300℃，较低的温度卷取会导致卷取机负荷较大；专利CN201410414629.0公开了一种厚规格热轧双相钢板及制造方法，其成分设计中添加了0.20％～0.50％的硅(Si)，易形成红色氧化铁皮，导致钢板表面质量较差，同时在150～300℃进行卷取，而厚规格低温卷取会导致卷取机负荷较大；专利CN201610866364.7公布了一种抗拉强度600MPa级热轧双相钢及其制造方法，其强度级别为600MPa，不能满足重型卡车对更高安全性的追求，其厚度规格为3.0～6.0mm，不能满足重型卡车轮辐的需求。专利CN201810578308.2公布了一种薄规格热轧双相钢板的制造方法，其卷取温度在180～300℃，低温卷取会导致卷取机负荷较大，其生产的热轧板厚度为0.75～1.4mm，不能满足重型卡车轮辐对更厚规格的需求。

发明内容：

本发明的目的是克服上述现有技术存在的不足，提供一种厚规格DP680级热轧双相钢及其制备方法，解决了现有的强度级别不高、硅(Si)含量过高影响表面质量和重型卡车对热轧双相钢更厚规格需求的技术问题。实现了高温轧制、高温卷取工序，采用了三段冷却模式获得双相组织。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种厚规格DP680级热轧双相钢，所述双相钢板化学成分按重量百分数为：0.045％～0.08％C，Si≤0.04％，1.0％～1.30％Mn，0.02％～0.029％Ti，0.51％～0.65％Cr，P≤0.01％，S≤0.005％，0.0015％～0.0045％N，0.02％～0.045％Als，其余为铁和不可避免的杂质。

所述热轧双相钢板组织为铁素体和马氏体双相组织，其中铁素体体积分数为71％～85％，马氏体体积分数为15％～29％，铁素体平均晶粒尺寸为5.5～6.7μm。

所述热轧双相钢板厚度为11～22mm，抗拉强度为704～748MPa，屈服强度为418～446MPa，屈强比为0.58～0.61，断后伸长率为28％～33％。

一种厚规格DP680级热轧双相钢的制备方法，包括以下步骤：

(1)将钢坯加热至1220～1250℃，保温2.0～2.5h，钢坯的化学成分按重量百分数为：0.045％～0.08％C，Si≤0.04％，1.0％～1.30％Mn，0.02％～0.029％Ti，0.51％～0.65％Cr，P≤0.01％，S≤0.005％，0.0015％～0.0045％N，0.02％～0.045％Als，其余为铁和不可避免的杂质；

(2)对加热后的钢坯进行4～5道次轧制，粗轧开轧温度为1150～1200℃，粗轧单道次压下率为36％～50.7％，精轧开轧温度为950～1000℃，精轧单道次压下率为35.3％～50％，终轧温度为870～920℃，得到板带；

(3)将板带在10～25℃/s的冷速下，冷却至400～500℃进行卷取，获得厚规格DP680级热轧双相钢。

所述步骤(1)中，钢坯厚度为185～250mm。

所述步骤(2)中，粗轧后中间坯待温厚度为48～115mm，板带厚度为11～22mm。

所述步骤(3)中，板带冷却采用水冷-空冷-水冷三段式冷却，具体为：(a)板带经过冷速为10～15℃/s的水冷却至610～640℃；(b)经过步骤(a)水冷后的带钢在空气中冷却15～20s；(c)经过步骤(b)空冷后的带钢进入层流水，冷速为18～25℃/s，冷却至400～500℃进行卷取，获得厚规格DP680级热轧双相钢。

本发明的一种厚规格DP680级热轧双相钢及其制备方法，与现有技术相比，有益效果如下：

(1)本发明在成分设计上采用低Si甚至近乎无硅Si(Si≤0.04％)的成分设计思路，减少了钢板表面的红色氧化铁皮，保证了钢板表面质量；

(2)本发明终轧温度为870～920℃，提高了终轧温度，有益于减轻轧机负荷；

(3)本发明在成分设计上加入了一定含量的Cr元素(Cr：0.51％～0.65％)，使得卷取温度达到400～500℃，提高带钢表面质量，降低卷取机设备损耗。

(4)本发明实现了更厚规格钢板的制备，厚度为11～22mm，可满足重型卡车车轮轮辐的需求。

附图说明：

图1为本发明实施例2制备的厚规格DP680级热轧双相钢的拉伸曲线；

图2为本发明实施例3制备的厚规格DP680级热轧双相钢板厚度方向1/4处的金相显微组织(经4％硝酸酒精腐蚀后的组织照片)。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

本实施例的厚规格DP680级热轧双相钢板，其化学成分按重量百分数为0.05％C，0.04％Si，1.0％Mn，0.02％Ti，0.51％Cr，0.01％P，0.005％S，0.0015％N，0.02％Als，其余为铁和不可避免的杂质。

一种厚度为11mm的厚规格DP680级热轧双相钢的制备方法，包括以下工艺步骤：

(1)将240mm厚的钢坯加热至1220℃，保温2.0h，化学成分按重量百分数为：0.05％C，0.04％Si，1.0％Mn，0.02％Ti，0.51％Cr，0.01％P，0.005％S，0.0015％N，0.02％Als，其余为铁和不可避免的杂质；

(2)对加热后的钢坯进行5道次轧制，粗轧开轧温度为1150℃，粗轧后中间坯待温厚度为69mm，精轧开轧温度为950℃，终轧温度为870℃，压下道次分配为240mm→140mm→69mm→35mm→18mm→11mm，得到厚度为11mm的钢板；

(3)对板带进行水冷-空冷-水冷三段式冷却，(a)带钢经精轧机组轧制后，经过冷速为10℃/s的水冷却至610℃；(b)经过步骤(a)水冷后的带钢在空气中冷却15s；(c)经过步骤(b)空冷后的带钢进入层流水，冷速为25℃/s，冷却至400℃进行卷取。

厚度为11mm的厚规格DP680级热轧双相钢组织为铁素体和马氏体双相组织，其中铁素体体积分数为85％，马氏体体积分数为15％，铁素体平均晶粒尺寸为5.5μm。抗拉强度为704MPa，屈服强度为418MPa，屈强比为0.59，断后伸长率为33％。

实施例2

本实施例的厚规格DP680级热轧双相钢板，其化学成分按重量百分数为0.06％C，0.025％Si，1.3％Mn，0.023％Ti，0.65％Cr，0.002％P，0.004％S，0.0019％N，0.045％Als，其余为铁和不可避免的杂质。

一种厚度为13mm的厚规格DP680级热轧双相钢的制备方法，包括以下工艺步骤：

(1)将220mm厚的钢坯加热至1250℃，保温2.3h，化学成分按重量百分数为：0.06％C，0.025％Si，1.3％Mn，0.023％Ti，0.65％Cr，0.002％P，0.004％S，0.0019％N，0.045％Als，其余为铁和不可避免的杂质；

(2)对加热后的钢坯进行5道次轧制，粗轧开轧温度为1200℃，粗轧后中间坯待温厚度为72mm，精轧开轧温度为970℃，终轧温度为920℃，压下道次分配为220mm→140mm→72mm→36mm→21mm→13mm，得到厚度为13mm的钢板；

(3)对板带进行水冷-空冷-水冷三段式冷却，(a)带钢经精轧机组轧制后，经过冷速为15℃/s的水冷却至640℃；(b)经过步骤(a)水冷后的带钢在空气中冷却20s；(c)经过步骤(b)空冷后的带钢进入层流水，冷速为18℃/s，冷却至440℃进行卷取。

厚度为13mm的厚规格DP680级热轧双相钢组织为铁素体和马氏体双相组织，其中铁素体体积分数为80％，马氏体体积分数为20％，铁素体平均晶粒尺寸为5.9μm。抗拉强度为726MPa，屈服强度为423MPa，屈强比为0.58，断后伸长率为31％，该厚规格DP680级热轧双相钢拉伸曲线如图1所示。

实施例3

本实施例的厚规格DP680级热轧双相钢板，其化学成分按重量百分数为0.045％C，0.016％Si，1.23％Mn，0.027％Ti，0.6％Cr，0.01％P，0.005％S，0.0023％N，0.02％Als，其余为铁和不可避免的杂质。

一种厚度为18mm的厚规格DP680级热轧双相钢的制备方法，包括以下工艺步骤：

(1)将250mm厚的钢坯加热至1235℃，保温2.0h，化学成分按重量百分数为：0.045％C，0.016％Si，1.23％Mn，0.027％Ti，0.6％Cr，0.01％P，0.005％S，0.0023％N，0.02％Als，其余为铁和不可避免的杂质；

(2)对加热后的钢坯进行5道次轧制，粗轧开轧温度为1180℃，粗轧后中间坯待温厚度为48mm，精轧开轧温度为1000℃，终轧温度为900℃，压下道次分配为250mm→160mm→85mm→48mm→29mm→18mm，得到厚度为18mm的钢板；

(3)对板带进行水冷-空冷-水冷三段式冷却，(a)带钢经精轧机组轧制后，经过冷速为14℃/s的水冷却至625℃；(b)经过步骤(a)水冷后的带钢在空气中冷却17s；(c)经过步骤(b)空冷后的带钢进入层流水，冷速为20℃/s，冷却至465℃进行卷取。

厚度为18mm的厚规格DP680级热轧双相钢组织为铁素体和马氏体双相组织，其中铁素体体积分数为74％，马氏体体积分数为26％，铁素体平均晶粒尺寸为6.2μm。抗拉强度为723MPa，屈服强度为439MPa，屈强比为0.61，断后伸长率为29％，该厚规格DP680级热轧双相钢板厚度方向1/4处的金相显微组织(经4％硝酸酒精腐蚀后的组织照片)如图2所示。

实施例4

本实施例的厚规格DP680级热轧双相钢板，其化学成分按重量百分数为0.08％C，0.012％Si，1.25％Mn，0.029％Ti，0.63％Cr，0.005％P，0.002％S，0.0045％N，0.023％Als，其余为铁和不可避免的杂质。

一种厚度为22mm的厚规格DP680级热轧双相钢的制备方法，包括以下工艺步骤：

(1)将185mm厚的钢坯加热至1240℃，保温2.5h，化学成分按重量百分数为：0.08％C，0.012％Si，1.25％Mn，0.029％Ti，0.63％Cr，0.005％P，0.002％S，0.0045％N，0.023％Als，其余为铁和不可避免的杂质；

(2)对加热后的钢坯进行4道次轧制，粗轧开轧温度为1175℃，粗轧后中间坯待温厚度为115mm，精轧开轧温度为990℃，终轧温度为885℃，压下道次分配为185mm→115mm→60mm→34mm→22mm，得到厚度为22mm的钢板；

(3)对板带进行水冷-空冷-水冷三段式冷却，(a)带钢经精轧机组轧制后，经过冷速为15℃/s的水冷却至618℃；(b)经过步骤(a)水冷后的带钢在空气中冷却19s；(c)经过步骤(b)空冷后的带钢进入层流水，冷速为25℃/s，冷却至500℃进行卷取。

厚度为22mm的厚规格DP680级热轧双相钢组织为铁素体和马氏体双相组织，其中铁素体体积分数为71％，马氏体体积分数为29％，铁素体平均晶粒尺寸为6.7μm。抗拉强度为748MPa，屈服强度为446MPa，屈强比为0.60，断后伸长率为28％。

Claims

1.一种厚规格DP680级热轧双相钢板的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括以下步骤：

(1)将厚度为200~250mm的钢坯加热至1220~1250℃，保温2.0~2.3h，钢坯的化学成分按重量百分数为：0.045%~0.06%C，Si ≤ 0.04%，1.0%~1.30%Mn，0.02%~0.027%Ti，0.51%~0.65%Cr，P≤0.01%，S≤0.005%，0.0015%~0.0023%N，0.02%~0.045%Als，其余为铁和不可避免的杂质；

(2)对加热后的钢坯进行5道次轧制，粗轧开轧温度为1150~1200℃，粗轧单道次压下率为36%~50.7%，粗轧后中间坯待温厚度为48~72mm，精轧开轧温度为950~1000℃，精轧单道次压下率为35.3%~50%，终轧温度为870~920℃，得到厚度为11~18mm厚的钢板；

(3)钢板采用水冷-空冷-水冷三段式冷却，具体为：(a)钢板经过冷速为10~15℃/s的水冷却至610~640℃；(b)经过步骤(a)水冷后的钢板在空气中冷却15~20s；(c)经过步骤(b)空冷后的钢板进入层流水，冷速为18~25℃/s，冷却至400~465℃进行卷取，获得厚规格DP680级热轧双相钢板，所述热轧双相钢板组织为铁素体和马氏体双相组织，其中铁素体体积分数为74%~85%，马氏体体积分数为15%~26%，铁素体平均晶粒尺寸为5.5~6.2 μm；所述热轧双相钢板抗拉强度为704~726MPa，屈服强度为418~439MPa，屈强比为0.58~0.61，断后伸长率为29%~33%。