專利名稱：一種抗拉強度400MPa級低成本高延性冷彎成型用鋼及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種碳素結構鋼及其制造方法，屬鋼鐵材料制造領域。
背景技術：
在本發明前，中國專利申請號CN200610045617. O公開了 “一種中薄板坯連鑄連軋生產超細晶粒鋼板的方法及鋼板”，根據變形誘導鐵素體相變原理，采用大變形應變累積、軋后快速冷卻，生產出超細晶粒鋼材，屈服強度達到400MPa以上，抗拉強度在510 580MPa之間；中國專利申請號CN200410040735. 3公開了“厚規格超細晶粒熱軋鋼板及其生產工藝”，該發明熱軋鋼板的化學成分簡單、成本低，通過坯料加熱、粗軋、精軋和冷卻等全流程 控制技術，生產的6. 5mm 8. Omm厚度的超細晶粒熱軋鋼板，抗拉強度和屈服強度高、延伸率較高。上述兩個發明鋼的強度都高于本案，且超細晶粒鋼材經過焊接后，因焊接接頭晶粒長大導致強度、韌性降低，不適合用于冷彎成型加工；就制造方法而言，這兩個專利均涉及了熱裝溫度、加熱溫度、精軋入口溫度、精軋出口溫度、軋后冷卻速度和卷取溫度等，沒有提及冶煉工藝。申請號為CN200510047538. 9和CN200310104864. X分別公開的“一種寬厚規格超細晶粒熱軋卷板及生產方法”和“一種低碳420MPa級復合強化超細晶粒帶鋼制備方法”，所涉及鋼均通過軋制后較大的冷卻速度，得到鐵素體+貝氏體和鐵素體+貝氏體+珠光體組織，這種鋼強度高，也不適合用于冷彎成型加工。又有如美國專利US20020018881公開了一種抗節點疲勞性能良好的鋼材，這類鋼對冶金質量的要求近乎苛刻，對化學成份提出了明確的要求；日本專利JP19790003011涉及一種經過熱處理后具有良好低溫韌性的管線鋼，為保證性能，還添加了其它的合金元素。

發明內容
本發明的目的是提供一種抗拉強度400MPa級低成本高延性冷彎成型用鋼及其制造方法，本發明熱軋鋼的化學成分簡單，不含其它合金元素，成本低；發揮冶金工藝裝備的能力，獲得適合冷彎成型加工的綜合性能，生產工藝窗口較寬，適合大生產操作。所述目的是通過如下方案實現的一種抗拉強度400MPa級低成本高延性冷彎成型用鋼，是由下述重量百分比的成分組成c 0. 10 O. 18, Si ( O. 20,Mn 0. 40 O. 80, P ( O. 030, S ^ O. 025，余量為 Fe 及不可避免的雜質。在上述成分中，優選采用下述重量比例的一種或多種成分C O. 147 O. 165，Si O. 14 O. 19，Mn O. 43 O. 59，P O. 023，S O. 017。還可以優選采用下述重量比例的一種或多種成分C O. 11 O. 155, Si O. 09 O. 15, Mn O. 60 O. 79, P O. 017, S O. 014。以下詳述本發明中C、Si、Mn、P、S限定量的理由。C在鋼中以間隙原子的形式存在，能非常有效地提高鋼材強度，是最為經濟的強化元素，為保證發明鋼的強度達到設計要求，且體現低成本理念，C含量下限是O. 10% ;隨著鋼中碳含量增加，鋼材的伸長率和沖擊韌性下降，考慮到本發明鋼主要用作冷彎成型的原材料，高延性是發明鋼最重要的性能要求，同時，冷彎成型產品大多是閉口形狀，需要采用高頻焊接工藝成型，因此，還要兼顧鋼材的焊接性，因而C含量不能太高，所以C含量上限是
O.18%。 Si在鋼中以固溶形態存在于鐵素體或奧氏體中，顯著提高鋼的屈服強度，降低鋼的塑性和韌性，不利于冷彎成型加工；在煉鋼過程中用硅作為還原劑和脫氧劑的工藝成熟，成本低廉，所以Si含量上限是O. 20%οMn固溶于鐵素體和奧氏體中，擴大奧氏體區，降低鋼冷卻過程的相變點，提高鋼的淬透性，可提高鋼的屈服強度和抗拉強度，對延性無明顯影響；Mn還與鋼中的S形成較高熔點的MnS，避免在晶界上形成FeS薄膜，消除鋼的熱脆性，所以Mn含量下限為O. 40% ;但胞含量過高時，給冷彎成型加工帶來困難，導致冷彎成型產品具有較大的殘余應力，甚至影響冷彎產品的尺寸精度，影響使用性能，且Mn含量過高還對焊接性能有不利影響，Mn含量上限為O. 80%οP是鋼中的有害元素，增加鋼的冷脆性，降低塑性，使焊接性能變差，使冷彎性能降低，因此要求鋼中含磷量彡O. 030%。S也是鋼中的有害元素，使鋼產生熱脆性，降低鋼的延性和韌性，使鋼材產生各向異性，對焊接性能也不利，S含量上限是O. 025%。本發明同時提供一種抗拉強度400MPa級低成本高延性冷彎成型用鋼的制造方法。采用轉爐頂底吹煉，按碳素結構鋼工藝進行軋制，其特征在于出鋼后吹氬處理時間彡5分鐘，澆鑄時鋼水過熱度彡30°C;粗軋出口溫度彡1100°C，精軋終軋溫度780 880°C，卷取溫度550 650°C。本發明具有如下優點I.本發明鋼采用最為經濟的強化元素C保證強度，減少了較為貴重合金元素Mn的使用量，體現了低成本理念。2.通過冶煉、連鑄工藝參數控制，保證發明鋼具有良好的冷彎成型性能，冷彎產品不開裂，薄規格長條狀冷彎產品不發生扭曲變形，冷彎產品尺寸精度高。3.本發明鋼的生產工藝具有良好的適應性，生產工藝簡單，制造成本低廉。4.本發明鋼的延性高，最適合制造較復雜斷面的冷彎型鋼產品。
具體實施例方式本發明鋼實施例的制備工藝為表I實施例的化學成分(質量分數，%)
[C[Si [Mn [Pfs
實施例 I O. 107~07Τ O. 79 O. 023~ O. 017~
實施例 2 O. 113~0ΓΤ8 077 O. 027~ O. 014~
權利要求
1.一種抗拉強度400MPa級低成本高延性冷彎成型用鋼的制造方法，該鋼由下述重量百分比的成分組成C 0. 10 0. 18，Si ≤ 0. 20，Mn :0. 40 0. 80，P ≤ 0. 030，S ≤ 0. 025， 余量為Fe及不可避免的雜質，其特征在于出鋼后吹氬處理時間>5分鐘，澆鑄時鋼水過熱度≤300C ;粗軋出口溫度≤1100°C，精軋終軋溫度780 880°C，卷取溫度550 650°C。
全文摘要
本發明提供一種抗拉強度400MPa級低成本高延性冷彎成型用鋼及其制造方法，所述鋼是由下述重量百分比的成分組成C0.10～0.18，Si≤0.20，Mn0.40～0.80，P≤0.030，S≤0.025，余量為Fe及不可避免的雜質。所述制造方法體現了低成本思想，采用最為經濟的強化元素C保證強度，減少了較為貴重合金元素Mn的使用量；轉爐冶煉后，通過吹氬進行爐外精煉，提高了發明鋼的冶金質量，也沒有過多地增加成本；還通過控制澆鑄時鋼水過熱度、粗軋出口溫度、精軋終軋溫度、卷取溫度等工藝參數，使發明鋼具有良好的冷彎成型性能，冷彎產品不開裂，薄規格長條狀冷彎產品不發生扭曲變形，冷彎產品尺寸精度高。
文檔編號C22C38/04GK102628139SQ20121014113
公開日2012年8月8日 申請日期2012年5月9日 優先權日2012年5月9日
發明者習天輝 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司