專利名稱：：高強度冷成型熱連軋鋼板及其生產方法
技術領域：
：本發明涉及低合金鋼制造領域，尤其涉及一種高強度冷成型熱連軋鋼板及其生產方法。
背景技術：
：在能源供應日趨緊張的今天，增強材料強度，減輕構件重量，代表了結構用鋼的發展方向。高強度鋼的應用可以顯著減輕構件的重量，減輕設備的自重量，從而減少設備的燃料消耗，提高設備的工作效率。因此，在移動設備如集裝箱、汽車和鐵道車輛等領域都迫切需要一種具有較高的強度和優良的綜合力學性能的鋼材。經檢索，現有的高強度鋼種都有其一定的缺陷。如武漢鋼鐵公司申請的專利(CN1651589A)"高強度易焊接時效硬化鋼及其生產方法"和專利(CN1563468A)"冷成型高強度焊接結構鋼的生產方法。二者均采用低碳一錳為基礎，添加合金化元素為主要成分，通過控軋控冷工藝來實現最終性能。其不足之處是為了提高鋼材的強度，成分設計中加入較高含量的Cu和Ni，另外還含有Mo、Cr等貴重的合金元素，不僅提高了鋼的成本，同時大量合金元素的加入也提高了鋼的碳當量及裂紋敏感系數，對其焊接性能有不利影響，而且該鋼種中雖然添加了大量的貴重合金元素，但其屈服強度仍然只能達到》500MPa，強度無法滿足需求。歐洲專禾U(US4141761A)"Highstrengthlowalloysteelcontainingcolumbiumandtitanium"相對而言鋼種強度比較高，但其僅釆用添加微合金元素Nb和Ti來提高鋼材的強度，Nb+Ti總添加量最大可達0.24%，其屈服強度也只能達到620MPa。又如新日鐵在中國申請的同族專利(CN1639371A)"彎曲加工性優良的耐候性高強度鋼板及其制造方法"，其不足之處也在于鋼中加入了較多的合金元素，如Ni含量最高達2.0%，Ti含量最高達0.2。/c)，較高的合金元素不但不能顯著提高鋼的強度，同時增加了生產工序，生產操作復雜。另外，在軋制過程中，鋼中的MnS夾雜很容易沿軋制方向變形拉長，從而影響了鋼板的各向同性，以上專利的成分設計中均未考慮加入Ca或稀土對硫化物進行變性處理。
發明內容本發明旨在提供一種高強度冷成型熱軋連鋼板，屈服強度達到700MPa級別，該類鋼板不僅具有優良的力學性能和良好的焊接、冷彎等加工性能，同時在鋼板生產過程中合金元素加入少，生產成本低，大生產操作方便，不需要進行回火或調質等熱處理工藝。使用領域包括工程機械，特種汽車、保險柜等用結構件、集裝箱行業等。為達到以上目的，本發明設計了一種高強度冷成型熱連軋鋼板，其化學成分如下Si:0.100.50wt%P《0.025wt%Nb:0.030.08wt%Mo:0.100.50wt%Ca:0.00100.0050wt%Al:0.010.05wt%余量為Fe及不可避免的雜質。該高強度冷成型熱連軋鋼板生產方法的工藝流程包括鐵水深脫硫一轉爐頂底復合吹煉一爐外精煉一連鑄(機清)一熱裝熱送進保溫坑一板還再加熱一控制軋制一控制冷卻一巻取一精整。板坯加熱溫度為1200。C以上，粗軋結束溫度10001050°C，終軋溫度850950°C，軋后釆用層流冷卻，冷卻速度515。C/s，巻取溫度550650°C。可以根據成品板厚度增加適當降低終軋溫度和巻取溫度。本發明制造鋼具有如下優點1.本發明鋼采用微合金元素少，大生產操作方便，生產鋼板具有良好的綜合力學性能，屈服強度達到700MPa以上，可有效的減輕構件重量，節約生C:0.050.10wt%Mm1.02.0wt%S《0.010wt%Ti:0.050.15wt%、、,成本,2.本發明鋼具有良好的焊接性能，通過合理的成分設計和焊接材料推薦，可以有效提高焊接效率，獲得良好的焊接接頭性能。3.本發明鋼的生產方法是采用控軋控冷的熱連軋工藝生產的，不需要對鋼板進行調質處理，生產工藝簡單，故其生產成本較低。4.本發明鋼主要通過軋后的析出強化提高鋼材的強度，因此可以在較高的溫度下實現終軋，降低了材料的變形抗力，減小了軋機負荷，增大軋機產能。下表1中列出了發明鋼種與現有的對比專利鋼種的成分范圍、工藝制度及力學性能對比。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>具體實施方式按照本發明鋼化學成分要求，采用純凈鋼冶煉工藝，在煉鋼廠300噸轉爐進行頂底復合吹煉，然后進行爐外精煉，，獲得化學成分見表1，余量為Fe及不可避免的夾雜。將連鑄坯送至熱軋生產線，鋼坯加熱至120(TC以上，采用兩階段控軋和軋后水冷并巻取，粗軋結束溫度10001050°C，終軋溫度850950°C，軋后采用層流冷卻，冷卻速度515。C/s，巻取溫度550650°C，制得熱軋板，最終厚度分別為3.2mm、6mm，力學性能見表2。同時表2、表3中還將發明鋼與前述已申請專利的相關鋼種進行了對比，其中對比1為前述2005年8月10日公布的CN1651589A專利"高強度易焊接時效硬化鋼及其生產方法"；對比2為2005年1月12日公布的CN1563486A"冷成型高強度焊接結構鋼的生產方法";對比3為1979年2月27日公布的US4141761A專禾U"Highstrengthlowalloysteelcontainingcolumbiumandtitanium";對比4為2005年7月13日公布的CN1639371A"彎曲加工性優良的耐候性高強度鋼板及其制造方法"表2不同厚度鋼板對應的化學成分(重量百分比％)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表3發明鋼與相關專利對應鋼種的力學性能對比<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>通過表2、表3的對比可以發現，對比1和對比4的力學性能基本接近發明鋼種，其屈服強度可以達到700MPa以上，但從成分設計來看，對比l屮添加了大量的Cu、Cr、Ni等合金元素，這一方面增加了生產操作的復雜性，另外大量合金元素的加入使得碳當量(CE)以及焊接裂紋敏感性指數(Pcm)卨達0.76和0.34，嚴重惡化了鋼板的焊接性能，不利于生產加工。對比4中除了Cu、Cr、Ni、V等合金元素外，還添加了B元素，而B在煉鋼生產過程中控制十分閑難，其收得率波動很大，不利于生產操作。對比2和對比3成分相對簡單，但其力學性與發明鋼種相差很大，尤其是屈服強度，僅能達到500600MPa級別。由此可見，本發明鋼通過添加少量的微合金元素，采用控軋控冷工藝可以穩定的生產屈服強度700MPa以上，同時具有良好的冷成型性及悍接性能的鋼板。本發明的方法可廣泛應用于生產工程機械、集裝箱行業等領域所要求的高強度冷成型用焊接結構鋼。權利要求1.一種高強度冷成型熱連軋鋼板，其特征在于C0.05～0.10wt％Si0.10～0.50wt％Mn1.0～2.0wt％P≤0.025wt％S≤0.010wt％Nb0.03～0.08wt％Ti0.05～0.15wt％Mo0.10～0.50wt％Ca0.0010～0.0050wt％Al0.01～0.05wt％余量為Fe及不可避免的雜質。2.如權利要求1所述的高強度冷成型熱連軋鋼板的生產方法，其特征在丁-:工藝流程包括鐵水深脫硫一轉爐頂底復合吹煉一爐外精煉一連鑄(機清)—熱裝熱送進保溫坑一板坯再加熱一控制軋制一控制冷卻一巻取一精整。3.如權利要求2所述的高強度冷成型熱連軋鋼板的生產方法，其特征在于板坯加熱溫度為120(TC以上，粗軋結束溫度1000105(TC，終軋溫度850950°C，軋后采用層流冷卻，冷卻速度515"C/s，巻取溫度55065(TC。4.如權利要求2或3所述的高強度冷成型熱連軋鋼板的生產方法，其特征在于根據成品板厚度增加適當降低終軋溫度和巻取溫度。全文摘要本發明涉及一種高強度冷成型熱連軋鋼板及其生產方法。其化學成分如下C0.05～0.10wt％，Si0.10～0.50wt％，Mn1.0～2.0wt％，P≤0.025wt％，S≤0.010wt％，Nb0.03～0.08wt％，Ti0.05～0.15wt％，Mo0.10～0.50wt％，Ca0.0010～0.0050wt％，Al0.01～0.05wt％，其余為Fe及不可避免的雜質。其工藝流程包括鐵水深脫硫→轉爐頂底復合吹煉→爐外精煉→連鑄(機清)→熱裝熱送進保溫坑→板坯再加熱→控制軋制→控制冷卻→卷取→精整。本發明高強度冷成型熱軋連鋼板，屈服強度達到700MPa，具有優良的力學性能和良好的焊接、冷彎等加工性能，同時在鋼板生產過程中合金元素加入少，生產成本低，大生產操作方便，不需要進行回火或調質等熱處理工藝。使用領域包括工程機械，特種汽車、保險柜等用結構件、集裝箱行業等。文檔編號C22C38/14GK101153371SQ20061011656公開日2008年4月2日申請日期2006年9月27日優先權日2006年9月27日發明者屈朝霞,李自剛,楊阿娜,溫東輝申請人:寶山鋼鐵股份有限公司