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1、(10)申请公布号 CN 104263889 A(43)申请公布日 2015.01.07CN104263889A(21)申请号 201410530111.3(22)申请日 2014.10.10C21D 8/02(2006.01)B22D 11/16(2006.01)(71)申请人武汉钢铁（集团）公司地址 430080 湖北省武汉市武昌区友谊大道999号(72)发明人梁文 刘志勇 陶文哲 陈吉清王俊霖 徐进桥 甘晓龙 郭斌孔君华 周学俊(74)专利代理机构湖北武汉永嘉专利代理有限公司 42102代理人段姣姣(54) 发明名称一种提高厚度10mm含钛高强钢冲击韧性的方法(57) 摘要一种提高厚度1。
2、0mm含钛高强钢冲击韧性的方法，其步骤：本方法适用条件：含Ti不低于0.06%，含N不高于0.004%，钢中不添加Nb、Ni元素；连铸及铸坯加热；粗轧；精轧；冷却；卷取；待用。本发明其在满足10mm以上规格钢板强度的前提下，不仅较低了合金成本，且使含Ti强化高强钢-20下的冲击功不低于55J。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书5页 附图6页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书5页 附图6页(10)申请公布号 CN 104263889 ACN 104263889 A1/1页21.一种提高厚度10mm含钛高强钢冲击韧性的方法，其步骤：1）本方法的。
3、适用条件：含Ti重量百分比不低于0.06%，含N重量百分比不高于0.004%，钢中不添加Nb及Ni元素；2）冶炼并连铸成坯后对铸坯按照不同升温速度加热：控制铸坯均热温度在11801220，其中：室温小于550升温速率控制为1113/s，550小于950升温速率控制为7.59.5/s，9501220升温速率为45/s，加热时间控制在150170min；连铸过热度控制为1015；3）进行粗轧，轧制道次为5道次，其中前三道次压下率控制在1635%，后两道次压下率控制在不低于30%；4）进行精轧，控制其终轧温度在820880；5）进行冷却，按照冷却速度在2540/s冷却至卷取温度；6）进行卷取，控制卷。
4、取温度在500560；7）待用。2.如权利要求1所述的一种提高厚度10mm含钛高强钢冲击韧性的方法，其特征在于：铸坯均热温度在11901210。权 利 要 求 书CN 104263889 A1/5页3一种提高厚度 10mm 含钛高强钢冲击韧性的方法技术领域0001 本发明涉及一种含Ti高强钢生产方法，具体地属于一种提高厚度10mm含钛高强钢冲击韧性的方法。背景技术0002 随着节能减排意识的增强，高强钢已广泛应用于工程机械、汽车、集装箱等制造领域。近年来，国内制造企业对性价比很高的Ti强化高强钢的青睐与日俱增。采用Ti析出强化，相对于以Nb、Mo为主要强化元素的高强钢来说，合金成本能够下降约1。
5、030%。0003 因此，近年来Ti强化高强钢热轧板带及其制造方法的研究较多，但主要集中在薄规格高强钢或超薄规格高强钢方面。0004 例如文献1公开号：CN 200910038833.6公开了一种采用C：0.030.07wt.%、Si：0.30wt.%、Mn：1.002.10wt.%、P0.02wt.%、S0.008wt.%、Ti：0.100.14wt.%，采用连铸连轧工艺得到700MPa级薄规格高强钢的方法，该高强钢-20下冲击功KV233J（试样尺寸51055mm）。0005 文献2公开号：CN 201310412998.1公开了一种采用C：0.07-0.12wt%，Si：0.1-0.3w。
6、t%，Mn：1.0-2.0wt%，P：0-0.01wt%，S：0-0.003wt%，Al：0.02-0.05wt%，Ti：0.15-0.20wt%，B：0.0010-0.0020wt%，得到Ti析出强化型超高强热轧薄板的方法。0006 然而在实际生产过程中，Ti强化高强钢随着板厚的增加，冲击韧性急剧下降。这是因为Ti元素的细晶作用远不如Nb，以Ti为主要强化元素的高强钢在提高强度的同时，冲击韧性大大降低。如S460MC板厚为6mm时，其-20的冲击功为110J；板厚为10mm时，其-20冲击功为40J；板厚为12mm时，则其-20的冲击功仅为5J，这严重制约了Ti强化高强钢的应用范围。为了提高。
7、冲击韧性，人们习惯于在钢中增加Nb、Ni等元素，这又增加了Ti强化高强钢的合金成本。发明内容0007 本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种提高含Ti钢冲击韧性的方法，该方法在保证10mm以上厚规格含Ti钢强度的前提下，不仅成本低廉，且在-20的冲击功55J。0008 实现上述目的的措施：一种提高厚度10mm含钛高强钢冲击韧性的方法，其步骤：1）本方法的适用条件：含Ti重量百分比不低于0.06%，含N重量百分比不高于0.004%，钢中不添加Nb及Ni元素；2）冶炼并连铸成坯后对铸坯按照不同升温速度加热：控制铸坯均热温度在11801220，其中：室温小于550升温速率控制为1113/s，550。
8、小于950升温速率控制为7.59.5/s，9501220升温速率为45/s，加热时间控制在150170min；连铸过热度控制为1015；说 明 书CN 104263889 A2/5页43）进行粗轧，轧制道次为5道次，其中前三道次压下率控制在1635%，后两道次压下率控制在不低于30%；4）进行精轧，控制其终轧温度在820880；5）进行冷却，按照冷却速度在2540/s冷却至卷取温度；6）进行卷取，控制卷取温度在500560；7）待用。0009 优选地 ：铸坯均热温度在11901210。0010 本发明中各主要工序的控制作用本发明之所以控制钢中N不超过0.004%：N为含Ti钢中有害元素，N的存。
9、在不但会严重降低Ti的有效含量，影响TiC的析出强化，而且TiN颗粒呈方形，尺寸常达数微米，往往成为成形或冲击过程中的裂纹源。因此，本发明中严格控制N 的含量，即N0.004%。0011 本发明之所以严格控制连铸过热度在1015：是因为在连铸过程过程中要保证钢液中析出的TiN颗粒细小、弥散，同时还可阻止铸坯中柱状晶生长，增加等轴晶区，减轻成品中带状组织对冲击韧性的影响。0012 关于控制铸坯的均热温度：加热温度使已经存在的大部分碳氮化物再度固溶，然后在轧制和卷取过程中析出，起到晶粒细化和析出强化等作用。但传统理论认为，在11501350的范围内，Ti强化高强钢的强度随着加热温度的升高而增加，然。
10、而实验发现在高温下Ti的细晶效果会变弱，且当加热温度超过1240时，含Ti钢晶粒即开始粗化。因此，本申请选择将均热温度定为11801220，并采用较低的不同加热速率进行升温，即：自室温升温至不到550时，升温速率按照1113/s进行，自550升温至不到950时，升温速率按照7.59.5/s进行，自950至1220时，升温速率按照45/s进行，并将总的加热时间控制在150170min。从而保证含Ti高强钢钢坯在充分奥氏体的情况下，又能保持较细的奥氏体晶粒。0013 本发明之所以控制粗轧压下率和粗轧道次，并采用大的单道次压下率，目的在于充分保证变形渗透，减轻原始组织中的偏析，并细化晶粒。特别是控制。
11、粗轧阶段的最后两道次的压下率要大于30%，以保证钢坯芯部组织细化。0014 关于精轧终轧温度：采用较低的轧制温度，将加大材料在非再结晶奥氏体区的变形，增加变形奥氏体中的位错，促进得到细晶粒转变组织，加强了细晶强化，因此终轧温度为820880。0015 冷却速率：加快冷却速率可细化晶粒，对Ti析出强化高强钢来说，当冷却速率大于20/s时，钢中开始出现贝氏体组织，冷却速率大于40/s时，钢板上下表面开始出现马氏体组织，恶化成形性能等。因此将冷却速率控制为2540/s，不但得到了晶粒更为细小的贝氏体组织，还能抑制TiC在层流冷却过程中的析出，为TiC颗粒在卷取后大量弥散析出创造条件，且加速冷却产生的。
12、组织强化可弥补厚规格Ti析出高强钢在强度上的不足。0016 卷取温度：对于以Ti析出强化为主的高强钢来说，卷取温度对TiC的析出有着重要的影响。从热力学角度来说，卷取温度越低，温差越大，则形成析出物的驱动力越大，析出越多。且从动力学角度考虑，卷取温度越低，析出元素扩散越困难，析出物长大也越困难，因此采用较低的卷取温度，可使析出的TiC颗粒保持纳米级尺寸，从而避免了TiC的析出物长大聚集而降低冲击韧性。因此卷取温度设定为500560。说 明 书CN 104263889 A3/5页50017 本发明与现有技术相比，其在满足10mm以上规格钢板强度的前提下，不仅较低了合金成本，且使含Ti强化高强钢-。
13、20下的冲击功不低于55J。附图说明0018 图1为本发明工艺生产钢板的金相组织图；图2为本发明工艺生产钢板的析出物-TiC形状图；图3为本发明工艺生产钢板的钢中纳米级的TiN图；图4传统工艺生产钢板的金相组织图；图5为传统工艺生产钢板的析出物-TiC形状图；图6为传统工艺生产钢板中的微米级的TiN图。0019 下面对本发明予以详细描述：实施例1其步骤：1）本方法的适用条件：本实施例1（S460MC）的成分见表1，钢水过热度为11.5；表1 实施例1的化学成分（wt%）编号C Si Mn P S Ti N Als实例1 0.076 0.025 0.88 0.006 0.0041 0.086 0。
14、.0036 0.0342）铸坯按照不同升温速度加热：控制铸坯均热温度在11881196，其中：自室温549.5升温速率按照11.5/s进行升温，550949.8升温速率按照8.3/s进行升温加热，从9501196升温速率为4.3/s进行升温加热，均热15min；总的加热时间为165min；3）进行粗轧，轧制道次为5道次，其中前三道次压下率平均在17.5%，后两道次压下率分别为33%及31%；粗轧结束温度为1040；4）进行精轧，其终轧温度为870875，成品厚度为10.0mm的钢板；5）进行冷却，按照冷却速度为26/s冷却至卷取温度；6）进行卷取，卷取温度在540546。0020 经检测，其屈。
15、服强度为493MPa、抗拉强度为582MPa、延伸率A为25%，-20冲击功为143J，由于不添加Nb及Ni元素，成本相对降低了13.2%。0021 实施例2其步骤：1）本方法的适用条件：本实施例2（S500MC）的成分见表2，钢水过热度为12；表2 实施例2的化学成分（wt%）编号C Si Mn P S Ti N Als实例1 0.065 0.23 0.98 0.010 0.0021 0.116 0.0028 0.0392）铸坯按照不同升温速度加热：控制铸坯均热温度在12031209，其中：自室温549.8升温速率按照13.0/s进行升温，550949.5升温速率按照8.2/s进行升温加热，。
16、从9501209升温速率为5.0/s进行升温加热；均热20min，总的加热时间为160min；3）进行粗轧，轧制道次为5道次，其中前三道次压下率平均在20%，后两道次压下率分别为32%及35%；粗轧结束温度为1038；说 明 书CN 104263889 A4/5页64）进行精轧，其终轧温度为853861，成品厚度为12.0mm的钢板；5）进行冷却，按照冷却速度在32/s冷却至卷取温度；6）进行卷取，卷取温度在546552。0022 经检测，其屈服强度为542MPa、抗拉强度为626MPa、延伸率A为22%，-20冲击功为93J，由于不添加Nb及Ni元素，成本相对降低了14.3%。0023 实施。
17、例3其步骤：1）本方法的适用条件：本实施例3（S500MC）的成分见表3，钢水过热度为14；表3 实施例3的化学成分（wt%）编号C Si Mn P S Ti N Als实例1 0.066 0.25 1.13 0.008 0.0035 0.110 0.0030 0.0262）冶炼并连铸成坯后对铸坯按照不同升温速度加热：控制铸坯均热温度在11911197，其中：自室温549.7升温速率按照12.6/s进行升温，550949.6升温速率按照8.5/s进行升温加热，从9501197升温速率为4.8/s进行升温加热；均热20min，总的加热时间为158min；3）进行粗轧，轧制道次为5道次，其中前三道。
18、次压下率平均在23%，后两道次压下率分别为35%及35%；粗轧结束温度为1035；4）进行精轧，其终轧温度为842849，成品厚度为14.0mm的钢板；5）进行冷却，按照冷却速度在35/s冷却至卷取温度；6）进行卷取，卷取温度在551560。0024 经检测，其屈服强度为523MPa、抗拉强度为596MPa、延伸率A为20.5%，-20冲击功为79J，由于不添加Nb及Ni元素，成本相对降低了15.5%。0025 实施例4其步骤：1）本方法的适用条件：本实施例4（S550MC）的成分见表4，钢水过热度为12；表4 实施例4的化学成分（wt%）编号C Si Mn P S Ti N Als实例1 0。
19、.077 0.20 1.33 0.007 0.0030 0.126 0.0033 0.0322）冶炼并连铸成坯后对铸坯按照不同升温速度加热：控制铸坯均热温度在12131220，其中：自室温549.8升温速率按照13/s进行升温，550949.9升温速率按照8.5/s进行升温加热，从9501220升温速率为4.6/s进行升温加热；均热23min，总的加热时间为168min；3）进行粗轧，轧制道次为5道次，其中前三道次压下率平均在21%，后两道次压下率分别为33%及35%；粗轧结束温度为1030；4）进行精轧，其终轧温度为836845，成品厚度为16.0mm的钢板；5）进行冷却，按照冷却速度在39。
20、/s冷却至卷取温度；6）进行卷取，卷取温度在516520。0026 经检测，其屈服强度为575MPa、抗拉强度为641MPa、延伸率A为18%，-20冲击功为60J，由于不添加Nb及Ni元素，成本相对降低了19%。0027 实施例5说 明 书CN 104263889 A5/5页7其步骤：1）本方法的适用条件：本实施例5（S420MC）的成分见表5，钢水过热度为14；表5 实施例5的化学成分（wt%）编号C Si Mn P S Ti N Als实例1 0.072 0.018 0.69 0.011 0.0022 0.065 0.0024 0.0412）冶炼并连铸成坯后对铸坯按照不同升温速度加热：控。
21、制铸坯均热温度在12101217，其中：自室温549.9升温速率按照12.8/s进行升温，550949.8升温速率按照8.4/s进行升温加热，从9501217升温速率为5/s进行升温加热；均热15min，总的加热时间为157min；3）进行粗轧，轧制道次为5道次，其中前三道次压下率平均在21.5%，后两道次压下率分别为34%及34%；粗轧结束温度为1023；4）进行精轧，其终轧温度为822835；成品厚度为16.0mm的钢板；5）进行冷却，按照冷却速度在40/s冷却至卷取温度；6）进行卷取，卷取温度在508513。0028 经检测，其屈服强度为449MPa、抗拉强度为511MPa、延伸率A为24%，-20冲击功为61J，由于不添加Nb及Ni元素，成本相对降低了15.3%。0029 上述实施例仅为最佳例举，而并非是对本发明的实施方式的限定。说 明 书CN 104263889 A1/6页8图1说 明 书 附 图CN 104263889 A2/6页9图2说 明 书 附 图CN 104263889 A3/6页10图3说 明 书 附 图CN 104263889 A10。