一種抗拉強度≥1500MPa的發藍捆帶及生產方法
【專利摘要】一種抗拉強度≥1500MPa的發藍捆帶，其組分及重量百分比含量為：C：0.03~0.25%，Si：0.05~0.20%，Mn：0.50~2.50%，P：0.01~0.10%，S：0~0.015%，Als：0.01~0.20%，Ti：0.05~0.20%，N：0.004~0.010%；工藝：冶煉；控軋控冷；冷軋；發藍退火工藝。本發明因為添加了適量的Ti后，使其與C結合形成納米級TiC、TiN和TiCN，其作為鋼中細小彌散的第二相析出物起到了很重要的析出強化作用；捆帶中的Ti可以在相當高的均熱溫度下控制奧氏體晶粒尺寸，有利于焊接時熱影響區的晶粒控制，改善超高強度捆帶的焊接性能；本發明雖采用鉛浴爐退火，但溫度只有200～300℃，其遠低于鉛的揮發溫度，故不會導致鉛揮發而不會造成環境污染。本發明具有成本低、性能較好且工藝簡便易行，生產效率高，生產出抗拉強度大于1500MPa的超高強度捆帶。
【專利說明】-種抗拉強度> 1500MPa的發藍捆帶及生產方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種發藍捆帶及生產方法，具體地屬于一種抗拉強度彡1500MPa的發 藍捆帶及生產方法。

【背景技術】
[0002] 超高強度捆帶是一種保證貨物安全裝卸和運輸的薄帶狀鋼鐵制品，其廣泛用于鋼 材、有色金屬、輕紡制品、建材、玻璃、煙草、紙卷、羊毛等貨物的包裝。超高強度捆帶一般要 求"抗拉強度不低于1200 MPa，延伸率不低于8%，耐蝕性能良好"等特點，因而具有強度高、 延性好、扎捆牢固及裝卸過程中不斷帶，運輸過程中不易散包等優勢。此外，由于長期工作 于室外環境下，同時要求捆帶具有一定的抗腐蝕性能。
[0003] 就目前，應用于鋼鐵產品(熱軋卷、冷軋卷、管線、線材等）包裝捆扎的高強度捆帶 需求量很大。由于各鋼廠的產品結構不同，因此對捆帶的需求也不同。一般來說，板帶產品 的捆帶消耗量比棒線材產品多。根據對鋼鐵企業的初步分析，每1000噸鋼材平均需耗用1 噸捆帶。我國7. 8億噸鋼的產能中，若僅僅以熱軋產品和扁平材占40%的比例來測算，也要 達到3億噸鋼材的規模，而相應配套的捆帶市場容量也達到30萬噸，其中1500MPa級別的 捆帶需求量約占10%左右。
[0004] 目前在鋼鐵產品（熱軋卷、冷軋卷、管線、線材等）包裝捆扎的捆帶，其最高強度級 別不超過1350MPa。這對于適用于鋼鐵產品的中厚板領域(如重軌、大型橋梁鋼、大型建筑 用鋼、大型船板、大罐鋼等)捆扎100噸以上的產品來講來講，安全系數低，易產生斷裂問題。 針對這個問題，本 申請人:開發了一種抗拉強度> 1500MPa的發藍捆帶及生產方法，其強度 及別的捆帶安全富裕度大，不會產生斷裂現象。
[0005] 捆帶的生產工藝有三種方式，即：一、熱軋原料經過冷軋強化后再進行退火的工 藝，目前主要用于生產抗拉強度80(T900MPa，延伸率> 4%的捆帶，該工藝簡單，生產成本 低，但是對捆帶原材料的質量要求極高；二、采用鉛浴爐等溫淬火的貝氏體強化處理工藝， 主要生產抗拉強度彡980MPa，延伸率彡10%的捆帶，但是由于采用了鉛浴爐而導致容易造 成環境污染和安全隱患，同時成本較高；三、采用兩相區淬火的馬氏體強化處理工藝，主要 生產抗拉強度> 940MPa，延伸率> 8%的捆帶，該工藝污染小、熱利用效率高，但是由于成 本、設備和技術等一些問題導致其還不夠完善和成熟。
[0006] 經檢索，能夠查到的目前現有抗拉強度最高的捆帶是文獻1 (王強；曹棟杰.超高 強度包裝用鋼帶的研制.中國電子商務.2011 (1). ~222~222)中"寶鋼研制的1350MPa超高 強度鋼帶，主要工藝為冷軋原料采用鉛浴調制處理發生組織變化，最后經縱剪、涂漆涂蠟而 成，鉛浴溫度為355?365°C，帶鋼速度15?19m/min，加熱至奧氏體溫度860°C以上，再進 入鉛槽等文淬火，然后經刮鉛，水冷，空冷后卷取半成品。因此，本項目開發的一種抗拉強度 > 1500MPa捆帶為目前唯一強度級別超過1500MPa的捆帶，也是現有強度級別最高的包裝 用捆帶。


【發明內容】

[0007] 本發明針對現有技術存在的不足，提供一種捆帶成品的抗拉強度Rm > 1500 MPa， 延伸率A5tl > 8%，焊接接頭的拉伸強度Rm > 1500 MPa，捆扎中厚板產品安全系數大，且采用 鉛浴退溫度200?30(TC不會造成鉛揮發污染環境的發藍捆帶并其生產方法。
[0008] 實現上述目的的措施： 一種抗拉強度彡1500MPa的發藍捆帶，其組分及重量百分比含量為：C :0. 03~0. 25%， Si ：0. 05^0. 20%, Mn ：0. 50^2. 50%, P ：0. 〇Γ〇. 10%, S ：〇"〇. 015%, Als ：0. 〇Γ〇. 20%, Ti ： 0. 05?0. 20%，N :0. 004?0. 010%，其余為Fe及不可避免的夾雜元素。
[0009] 優選地：Si重量百分比含量為0· 05?0· 13%。
[0010] 優選地：P重量百分比含量為〇· 01、· 085%。
[0011] 生產一種抗拉強度彡1500MPa的發藍捆帶的方法，其步驟： 1) 冶煉：鐵水預處理一RH真空處理一夾雜物變性處理，其中：控制入爐鐵水S含量 < 0. 005% ;真空處理時間不少于15分鐘；在鋼包爐中喂入CaSi線，喂入量按照70(Γ800克 /噸，喂線速度在25(T300m/min ; 2) 進行控軋控冷 其間：將板坯加熱到120(Tl300°C ;控制終軋溫度在75(T950°C ;控制卷取溫度在 45(T800°C ;控制冷卻速度在5~30°C /s ;控制熱軋板卷的屈服強度Rel彡400MPa，抗拉強度 R111 彡 600 MPa，延伸率 A5tl 彡 18% ; 3) 冷軋工藝：控制冷軋累計壓下率在4(Γ90% ; 4) 進行發藍退火工藝 其間，控制：高溫爐奧氏體化加熱溫度在88(T950°C ;鉛浴爐退火溫度在20(T30(TC ;發 藍回火溫度在40(T500°C，帶速在5?7m/min。
[0012] 優選地：發藍回火溫度在40(T465°C。
[0013] 本發明中各元素及主要工序的作用如下： 碳（C) 高強度捆帶用鋼中碳對鋼的力學性能有很大的影響，其抗拉強度和硬度均隨碳含量的 增加而增大，但其脆性也隨之增大。高強度捆帶用鋼的碳含量一般控制在〇. 03?0. 25%之 間。如果低于0. 03%，捆帶強度偏低不能滿足技術標準要求；如果高于0. 25%，捆帶塑性較 差，伸長率偏低也難以滿足技術標準要求。
[0014] 錳（Mn) 錳在捆帶鋼中屬于有益元素，能提高捆帶的抗拉強度，適度的提高淬透性，并且既提高 韌性又提高冷軋加工性能。錳也是作為脫氧除硫的元素加入，可以提高硅和鋁的脫氧效果， 同時可以同硫結合形成硫化錳，使硫造成的熱脆性和冷脆性減到最小。高強度捆帶用鋼的 錳含量一般控制在〇. 50?2. 50%之間。如果低于0. 50%，捆帶強度偏低不能滿足技術標準 要求；如果高于2. 50%，捆帶塑性較差，伸長率偏低也難以滿足技術標準要求。
[0015] 硅（Si) 硅是鐵素體的形成元素。它既提高Al溫度又提高A3溫度。由于硅有石墨化的作 用，所以它在鋼中與錳結合作為碳化物的穩定劑，能提高淬透性、強度。但在捆帶用鋼中又 不能太高，因為硅可使捆帶用鋼抗氧化導致發藍工藝時發藍效果不佳。優選地Si含量為 0. 05~0. 13%。如果低于0. 05%，捆帶的淬透性不夠，熱處理后強度容易偏低；如果高0. 2%，可 導致捆帶表面發藍層厚度較薄，不能滿足要求。
[0016] 磷、硫（P、S) 鋼中磷、硫含量過高會導致在制造捆帶成品的鉛浴退火熱處理工藝時產生回火脆性， 因 此需嚴格控制磷、硫含量，提高鋼的純凈度。在本發明中，磷起到耐腐蝕作用，因此其含 量不能低于〇. 01%，但P含量也不能高于〇. 10%，否則容易導致捆帶成品的鉛浴退火熱處理 時產生回火脆性；優選地P含量為0. 〇1~〇. 085%。
[0017] S含量若高于0.015%，同磷一樣，容易導致捆帶成品的鉛浴退火熱處理時產生回 火脆性，導致捆帶斷帶。
[0018] 鋁（Al) 鋁與氮或氧生產成有效的細小彌散物而抑制晶粒長大，能獲得更加細小的塊狀鐵素體 和珠光體團提高鋼的強度和韌性。同時，鋁也是優良的脫氧劑。如果低于0.01%，不能抑制 晶粒長大，無法提高捆帶的強度和韌性；如果高于0. 20%，抑制晶粒長大作用不再隨著其含 量增加而增加，繼續添加鋁含量所起作用并無意義。因此控制Als含量為0. OfO. 20%。
[0019] 鈦（Ti) 鈦在高溫下能與N結合，形成非常穩定的細小彌撒的TiN第二相析出物，它可以通過析 出強化作用大幅度提高捆帶的屈服強度滿足其超高強度要求，同時它可以在相當高的均熱 溫度下控制奧氏體晶粒尺寸，也有利于焊接時熱影響區的晶粒控制，抑制焊接時晶粒反常 長大，改善超高強度捆帶的焊接性能。如果低于〇. 05%，所形成的細小彌撒的TiN第二相析 出物數量較少，難以滿足高強度捆帶強度要求；如果高于〇. 20%，過量的鈦在鋼中會形成較 大顆粒夾雜物，容易導致捆帶斷帶。
[0020] 本發明與現有技術相比，由于采用了低CTMn鋼加適量Ti的成分設計體系，使其抗 拉墻厚度達到1500MPa以上。因為鋼中添加了適量的Ti后，由于Ti元素的化學性能活潑， 使其與C結合形成納米級TiC、TiN和TiCN，其作為鋼中細小彌散的第二相析出物起到了很 重要的析出強化作用，滿足了超高強度捆帶的強度要求；再通過匹配的熱軋、冷軋、熱處理 工藝最終能生產抗拉強度達到1500MPa的超高強度捆帶；同時捆帶中的Ti同時它可以在相 當高的均熱溫度下控制奧氏體晶粒尺寸，也有利于焊接時熱影響區的晶粒控制，抑制焊接 時晶粒反常長大，改善超高強度捆帶的焊接性能；同時，本發明所采用的方法鉛浴爐退火溫 度只有200?300°C遠低于鉛的揮發溫度，故不會導致鉛揮發而不會造成環境污染。因此， 其具有成本低、性能較好且工藝簡便易行，生產效率高，可實現規模化生產與供貨，為企業 創造顯著的社會效益和經濟效益。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1為本發明的金相組織圖； 圖2為本發明第二相析出物圖； 圖3為第二相析出物TEM觀察圖。

【具體實施方式】
[0022] 下面對本發明予以詳細描述： 表1為本發明各實施例及對比例的取值列表； 表2為本發明各實施例及對比例的主要工藝參數列表； 表3為本發明各實施例及對比例性能檢測情況列表。
[0023] 本發明各實施例按照以下步驟生產： 1) 冶煉：鐵水預處理一RH真空處理一夾雜物變性處理，其中：控制入爐鐵水S含量 < 0. 005% ;真空處理時間不少于15分鐘；在鋼包爐中喂入CaSi線，喂入量按照70(Γ800克 /噸，喂線速度在25(T300m/min ; 2) 進行控軋控冷 其間：將板坯加熱到120(Tl300°C ;控制終軋溫度在75(T950°C ;控制卷取溫度在 45(T800°C ;控制冷卻速度在5~30°C /s ;控制熱軋板卷的屈服強度Rel彡400MPa，抗拉強度 R111 彡 600 MPa，延伸率 A5tl 彡 18% ; 3) 冷軋工藝：控制冷軋累計壓下率在4(Γ90% ; 4) 進行發藍退火工藝 其間，控制：高溫爐奧氏體化加熱溫度在88(T950°C ;鉛浴爐退火溫度在20(T30(TC ;發 藍回火溫度在40(T500°C，帶速在5?7m/min。
[0024] 表1本發明及對比例的熔煉化學成分（wt%)列表

【權利要求】
1. 一種抗拉強度彡1500MPa的發藍捆帶，其組分及重量百分比含量為：C :0. 03~0. 25%， Si ：0. 05^0. 20%, Μη ：0. 50^2. 50%, Ρ ：0. 0Γ0. 10%, S ：〇"〇. 015%, Als ：0. ΟΓΟ. 20%, Τ? ： 0. 05?0. 20%，Ν :0. 004?0. 010%，其余為Fe及不可避免的夾雜元素。
2. 如權利要求1所述的一種抗拉強度彡1500MPa的發藍捆帶，其特征在于：Si重量百 分比含量為〇. 05?0. 13%。
3. 如權利要求1所述的一種抗拉強度彡1500MPa的發藍捆帶，其特征在于：P重量百分 比含量為〇. 01?〇. 085%。
4. 生產一種抗拉強度彡1500MPa的發藍捆帶的方法，其步驟： 1) 冶煉：鐵水預處理一 RH真空處理一夾雜物變性處理，其中：控制入爐鐵水S含量 < 0. 005% ;真空處理時間不少于15分鐘；在鋼包爐中喂入CaSi線，喂入量按照70(Γ800克 /噸，喂線速度在25(T300m/min ; 2) 進行控軋控冷 其間：將板坯加熱到120(Tl300°C ;控制終軋溫度在75(T950°C ;控制卷取溫度在 45(T800°C ;控制冷卻速度在5~30°C /s ;控制熱軋板卷的屈服強度R&彡400MPa，抗拉強度 彡 600 MPa，延伸率 A5Q 彡 18% ; 3) 冷軋工藝：控制冷軋累計壓下率在4(Γ90% ; 4) 進行發藍退火工藝 其間，控制：高溫爐奧氏體化加熱溫度在88(T950°C ;鉛浴爐退火溫度在20(T30(TC ;發 藍回火溫度在40(T500°C，帶速在5?7m/min。
5. 如權利要求4所述的生產一種抗拉強度> 1500MPa的發藍捆帶的方法，其特征在于： 發藍回火溫度在400?465°C。
【文檔編號】C23C8/10GK104264048SQ201410480663
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月19日 優先權日:2014年9月19日
【發明者】陶軍暉, 黃菲, 馬玉喜, 宋暢, 杜明, 胡敏, 歐陽珉路 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司