一种Ti微合金化340MPa级冷轧高强钢及其制备方法

技术领域

本发明属于钢铁生产制造技术领域，具体是一种Ti微合金化340MPa级冷轧高强钢及其制备方法。

背景技术

冷轧低合金高强钢以其良好的加工成形性能、较高的强度水平，广泛应用于汽车行业及相关配套的机械加工行业。多数厂家通过在低碳钢中添加Nb或Nb+Ti复合微合金强化元素，主要依靠Nb、Ti析出物达到细晶强化、析出强化的效果，从而提高材料强度，同时保证产品的加工性能；但Ti的应用多是Nb+Ti复合；而以低碳钢为基础，配以Ti微合金化实现产品细晶强化、析出强化的多应用于热轧产品中。

中国专利申请201210408636.0于2013年3月6日公开了一种高延伸率冷轧TRIP钢板及其制备方法，其实施例的过时效时间在300～600s，该发明制备的冷轧钢板有着较高的延伸率，但整体强度偏低。但保证高延伸率的同时，钢板的强度会降低。

为此，我们提出一种Ti微合金化340MPa级冷轧高强钢及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种Ti微合金化340MPa级冷轧高强钢及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种Ti微合金化340MPa级冷轧高强钢，高强度钢的按照质量百分数，包括以下组成成分：C：0.05～0.10％，Si：0.10～0.30％，Mn：0.30～0.60％，P：≤0.030％，S：≤0.025％，Als：≥0.015％，Ti：0.040～0.070％，其余为Fe及允许范围内的杂质。

优选的，一种Ti微合金化340MPa级冷轧高强钢，高强度钢的按照质量百分数，包括以下组成成分：C：0.05～0.10％，Si：0.10～0.30％，Mn：0.30～0.60％，P：≤0.030％，S：≤0.025％，Als：≥0.015％，Ti：0.040～0.070％，其余为Fe及允许范围内的杂质。

优选的，一种Ti微合金化340MPa级冷轧高强钢的其制备方法，具体步骤如下：

(S1)高炉铁水冶炼

选取原材料，对其进行转炉和精炼，制成板坯；

(S2)热轧

对板坯进行加热、粗轧、精轧和卷取，制成热卷原料；

(S3)冷轧

将热卷原料经盐酸紊流酸洗和冷轧，制成冷硬卷钢带；

(S4)连续退火

对冷硬卷钢带进行连续退火，制成冷轧钢带。

优选的，所述步骤(S1)高炉铁水冶炼，冶炼之后进行转炉钢水冶炼，然后进行对钢水进行LF精炼，LF精炼钢水处理之后，进行连铸制成板坯。

优选的，所述步骤(S1)高炉铁水冶炼中选取原材料，成分按照如下控制C：0.05～0.10％，Si：0.10～0.30％，Mn：0.30～0.60％，P：≤0.030％，S：≤0.025％，Als：≥0.015％，Ti：0.040～0.070％，其余为Fe及允许范围内的杂质。

优选的，所述步骤(S2)热轧工序中，所述热轧工艺流程：铸坯加热—粗轧—精轧—卷取。

优选的，所述步骤(S2)热轧工序中，对步骤(S1)制成的板坯进行加热，加热温度控制在1200～1300℃，热轧终轧温度控制在860～920℃范围内，并在570～680℃范围内卷取，所述粗轧设置为3(R1)+3(R2)模式，所述精轧为7机架连轧。

优选的，所述步骤(S3)冷轧工序中，选用盐酸紊流酸洗和5机架冷连轧，冷轧轧制厚度0.50～2.0mm，轧制压缩比60～85％。

优选的，所述步骤(S4)连续退火工序中，将冷硬卷钢带开卷后加热至770～820℃，均热770～820℃，以8～15℃/s的速度冷却至680±20℃，再以3～15℃/s的速度冷却至420±20℃，最后以3～15℃/s的速度冷却至420±20℃，后以5～18℃/s的速度冷却至200±10℃，平整延伸率0.6～1.6％。

优选的，所述步骤(S4)连续退火工序中，所述连续退火工艺流程：加热—带钢均热—缓冷—1冷—过时效—2冷—水淬—平整—检验包装。

本发明的一种Ti微合金化340MPa级冷轧高强钢及其制备方法具有如下有益效果：

1、本发明提供的Ti微合金化340MPa级冷轧高强钢及生产工艺，通过采用低碳、Ti微合金化设计思路，以及合理的C、Si、Mn等成分设计，具有显著合金成本优势，同时通过热轧、冷轧和退火工艺设计，控制C、N化物的析出、组织和晶粒大小，获得稳定的机械性能、良好成形性能的冷轧高强钢。

2、本发明及其方法所生产的冷轧低合金钢带的屈服强度340-420MPa，抗拉强度≥410MPa，延伸率≥21％。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2为本发明显微组织图示意图。

具体实施方式

以下结合附图1，进一步说明本发明一种Ti微合金化340MPa级冷轧高强钢及其制备方法的具体实施方式。本发明一种Ti微合金化340MPa级冷轧高强钢及其制备方法不限于以下实施例的描述。

实施例1：

一种Ti微合金化340MPa级冷轧高强钢的其制备方法，具体步骤如下：

(S1)高炉铁水冶炼

选取原材料，对其进行转炉和精炼，制成板坯；

步骤(S1)高炉铁水冶炼，冶炼之后进行转炉钢水冶炼，然后进行对钢水进行LF精炼，LF精炼钢水处理之后，进行连铸制成板坯。

步骤(S1)高炉铁水冶炼中选取原材料，成分按照如下控制C：0.06％，Si：0.17％，Mn：0.52％，P：0.017％、S：0.003％，Als：0.032％，Ti：0.044％，其余为Fe及允许范围内的杂质。

(S2)热轧

对板坯进行加热、粗轧、精轧和卷取，制成热卷原料；

步骤(S2)热轧工序中，热轧工艺流程：铸坯加热—粗轧—精轧—卷取。

步骤(S2)热轧工序中，对步骤(S1)制成的板坯进行加热，加热温度控制在1250℃，热轧终轧温度控制在895℃范围内，并在598℃范围内卷取，粗轧设置为3(R1)+3(R2)模式，精轧设置为7机架连轧，热轧带钢厚度3.0mm。

(S3)冷轧

将热卷原料经盐酸紊流酸洗和冷轧，制成冷硬卷钢带；

步骤(S3)冷轧工序中，选用盐酸紊流酸洗和5机架冷连轧，冷轧轧制厚度0.8mm，轧制压缩比73.3％。

(S4)连续退火

对冷硬卷钢带进行连续退火，制成冷轧钢带。

步骤(S4)连续退火工序中，将冷硬卷钢带开卷后加热至808℃，带钢均热801℃，缓冷温度679℃，带钢运行速度198m/min，先以11.8℃/s的速度冷却至682℃，再以13.6℃/s的速度冷却至421℃，最后以11.5℃/s的速度冷却至200℃，平整延伸率0.8％。

步骤(S4)连续退火工序中，连续退火工艺流程：加热—带钢均热—缓冷—1冷—过时效—2冷—水淬—平整—检验包装。

退火后钢带性能：屈服强度376MPa，抗拉强度487MPa，延伸率A

实施例2：

一种Ti微合金化340MPa级冷轧高强钢的其制备方法，具体步骤如下：

(S1)高炉铁水冶炼

选取原材料，对其进行转炉和精炼，制成板坯；

步骤(S1)高炉铁水冶炼，冶炼之后进行转炉钢水冶炼，然后进行对钢水进行LF精炼，LF精炼钢水处理之后，进行连铸制成板坯。

步骤(S1)高炉铁水冶炼中选取原材料，成分按照如下控制C：0.08％，Si：0.21％，Mn：0.55％，P：0.013％，S：0.006％，Als：0.035％，Ti：0.046％，其余为Fe及允许范围内的杂质。

(S2)热轧

对板坯进行加热、粗轧、精轧和卷取，制成热卷原料；

步骤(S2)热轧工序中，热轧工艺流程：铸坯加热—粗轧—精轧—卷取。

步骤(S2)热轧工序中，对步骤(S1)制成的板坯进行加热，加热温度控制在1250℃，热轧终轧温度控制在890℃范围内，并在600℃范围内卷取，粗轧设置为3(R1)+3(R2)模式，精轧设置为7道次，热轧带钢厚度3.5mm。

(S3)冷轧

将热卷原料经盐酸紊流酸洗和冷轧，制成冷硬卷钢带；

步骤(S3)冷轧工序中，选用盐酸紊流酸洗和5机架冷连轧，冷轧轧制厚度1.2mm，轧制压缩比65.7％。

(S4)连续退火

对冷硬卷钢带进行连续退火，制成冷轧钢带。

步骤(S4)连续退火工序中，将冷硬卷钢带开卷后加热至802℃，带钢均热800℃，缓冷温度679℃，带钢运行速度170m/min，先以11.2℃/s的速度冷却至681℃，再以11.7℃/s的速度冷却至420±20℃，最后以9.8℃/s的速度冷却至200±10℃，平整延伸率1.2％。

步骤(S4)连续退火工序中，连续退火工艺流程：加热—带钢均热—缓冷—1冷—过时效—2冷—水淬—平整—检验包装。

退火后钢带性能：屈服强度372MPa，抗拉强度476MPa，延伸率A

实施例3：

一种Ti微合金化340MPa级冷轧高强钢的其制备方法，具体步骤如下：

(S1)高炉铁水冶炼

选取原材料，对其进行转炉和精炼，制成板坯；

步骤(S1)高炉铁水冶炼，冶炼之后进行转炉钢水冶炼，然后进行对钢水进行LF精炼，LF精炼钢水处理之后，进行连铸制成板坯。

步骤(S1)高炉铁水冶炼中选取原材料，成分按照如下控制C：0.08％，Si：0.19％，Mn：0.56％，P：0.015％，S：0.002％，Als：0.036％，Ti：0.048％，其余为Fe及允许范围内的杂质。

(S2)热轧

对板坯进行加热、粗轧、精轧和卷取，制成热卷原料；

步骤(S2)热轧工序中，热轧工艺流程：铸坯加热—粗轧—精轧—卷取。

步骤(S2)热轧工序中，对步骤(S1)制成的板坯进行加热，加热温度控制在1250℃，热轧终轧温度控制在892℃范围内，并在606℃范围内卷取，粗轧设置为3(R1)+3(R2)模式，精轧设置为7道次，热轧带钢厚度4.5mm。

(S3)冷轧

将热卷原料经盐酸紊流酸洗和冷轧，制成冷硬卷钢带；

步骤(S3)冷轧工序中，选用盐酸紊流酸洗和5机架冷连轧，冷轧轧制厚度1.5mm，轧制压缩比66.7％。

(S4)连续退火

对冷硬卷钢带进行连续退火，制成冷轧钢带。

步骤(S4)连续退火工序中，将冷硬卷钢带开卷后加热至786℃，带钢均热782℃，带钢运行速度150m/min，先以10.5℃/s的速度冷却至681℃，再以10.3℃/s的速度冷却至420±20℃，最后以8.7℃/s的速度冷却至200±10℃，平整延伸率1.2％。

步骤(S4)连续退火工序中，连续退火工艺流程：加热—带钢均热—缓冷—1冷—过时效段—2冷—水淬—平整—检验包装。

退火后钢带性能：屈服强度364MPa，抗拉强度472MPa，延伸率A

本发明提供的Ti微合金化340MPa级冷轧高强钢及生产工艺，通过采用低碳、Ti微合金化设计思路，以及合理的C、Si、Mn等成分设计，具有显著合金成本优势。同时通过热轧、冷轧和退火工艺设计，实现Ti的碳氮化物的稳定析出达到细晶强化、析出强化的目的，获得稳定的机械性能、良好成形性能的冷轧高强钢。

本发明及其方法所生产的冷轧低合金钢带的屈服强度≥340MPa，抗拉强度≥410MPa，延伸率≥21％。本发明是采用Ti微合金化技术，即保证、稳定钢板的基本力学性能，又降低原料成本，制备得到低成本、高质量的产品。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。