本發明涉及相變誘導塑性鋼的生產方法,具體涉及板坯流程生產相變誘導塑性鋼的生產方法,屬于塑性鋼生產技術領域。
背景技術:
相變誘導塑性鋼相比傳統的高強鋼具有強度高、塑性好以及加工硬化率高的特點,適用于高成形性的結構部件。傳統相變誘導塑性鋼通常采用高Si或高Al的成分設計,盡管含量較高的Si元素或Al元素能夠有效抑制滲碳體的析出,提高殘余奧氏體含量和穩定性,有利于提高鋼板的伸長率,但另一方面,Si元素會導致鋼板表面氧化,影響鋼板表面質量,同時高硅含量會導致連鑄過程板坯鼓肚現象發生,Al也可抑制或者延遲滲碳體析出,因此使用Al代Si可改善表面質量,然而由于Al不能提供與Si相同的固溶強化作用,在降低了抗拉性能的同時還會顯著提高Ms點,降低殘奧的穩定性。此外,隨著工業的發展,對鋼液潔凈度要求也較高,例如,攀鋼開發的相變誘導塑性鋼CR450,對鋼液潔凈度有高的潔凈度控制目標,因此對精煉及連鑄工序提出了更為嚴格的要求,傳統的相變誘導塑性鋼的生產工藝并不能滿足上述要求。
申請號為201210266845.6的中國專利申請公開了一種相變誘導塑性鋼及其制備方法,其化學成分重量百分比分別為C:0.18%-0.21%,Si:10.5%-0.6%,Mn:1.8%-2.0%,Nb:0.03%-0.04%,P≤0.01%,S≤0.01%,Alt:0.8%-1.0%,N≤0.005%,余量為Fe。其解決的技術問題是,使得冷軋熱鍍鋅相變誘發塑性鋼在滿足設計強度級別的基礎上,具有更好的焊接性和塑性。為解決上述問題,其添加了大量Al代替Si可以解決涂鍍性問題,但會削弱一定強度,此外,其Si的添加量可高達10.5%,會嚴重影響鋼板表面質量。
申請號為201410174042.7的中國專利申請公開了一種1000MPa級以上釩微合金化熱軋相變誘導塑性鋼及制備方法,該熱軋相變誘導塑性鋼按質量百分比包括C:0.18~0.23%,Si≤0.50%,Mn:1.0~1.5%,V:0.16~0.20%,N:0.01~0.03%,并限制P≤0.06%,S≤0.005%,余量為Fe及其他不可避免的雜質。其添加的V含量較高,并且采用三段式冷卻(層流冷卻→空冷→氣霧冷卻),還需要嚴格控制冷卻速度和冷卻溫度,工藝復雜,并且對設備的要求非常的高,因此成本非常高。
申請號為201110242071.9的中國專利申請提供一種800MPa級熱軋相變誘導塑性鋼板及其制造方法,其成分為:C:0.05%~0.3%、Si:≤0.5%、Mn:0.6%~3.0%、Als:0.01%~0.08%、P:0.05%~0.1%、Nb:0.01%~0.1%、S<0.005%,余為Fe。其降低Si含量的同時,添加一定量的P元素,同時添加適量Nb元素,通過增大未再結晶區壓下率及在終軋后采用簡單冷卻路徑,獲得強度級別達到800MPa的塑性鋼,但由于P元素的添加,會增加鋼的脆性,尤其是低溫脆性。
申請號為200610118500.0的中國專利申請公開了一種抗拉強度750MPa級熱軋相變誘發塑性鋼及制造方法,1)冶煉、鑄造成坯,其成分質量百分比為:C 0.08~0.20、Si≤0.8、Mn 0.5~2.0、Al 0.8~2.5、Nb≤0.03、N≤0.010、P≤0.020、S≤0.008、Ca 0.001~0.005、余鐵。其添加了大量Al代替Si可以解決涂鍍性問題,但強度較低。
技術實現要素:
本發明所要解決的問題是提供一種潔凈的板坯流程生產相變誘導塑性鋼的方法,采用該方法生產的相變誘導塑性鋼雜質少,因而性能好。
為解決上述技術問題,本發明的板坯流程生產相變誘導塑性鋼的方法包括如下步驟:
a.轉爐冶煉:冶煉鋼水m千克,m≠0,入爐的S≤0.003wt%,轉爐終點C含量0.05%~0.09wt%;
b.出鋼:出鋼過程中加入活性石灰3~4kg/t鋼,出鋼結束后加入1~2kg/t鋼剛玉渣至渣面;
c.LF精煉:LF鋼水出站前采用小氬氣流量軟吹≥8min,氬氣流量以鋼水翻動不裸露為準;
d.連鑄:連鑄中包鋼水過熱度20℃~35℃,連鑄投用輕壓下,目標拉速0.9~1.2m/min;
其中,連鑄得到的產品化學成分按照重量百分比計為:C:0.25~0.29%,Si 1.40~1.60%,Mn:1.90~2.20%,P≤0.020%,S≤0.005%,Ti 0.06-0.08%Als:0.020~0.060%,N:≤0.0060%,其余為鐵和不可避免的雜質。
進一步地,a步驟所述的轉爐冶煉的原料可以是釩鈦鐵水提釩脫硫后的半鋼。
優選的,a步驟所述的轉爐冶煉的原料化學成分按照重量百分比計包含:C:3.5-4.2%,S≤0.005%,V:≤0.01%。
優選的,b步驟所述的出鋼溫度為1660~1680℃。
優選的,c步驟所述的LF出站溫度為1535~1555℃。
優選的,c步驟所述的小氬氣流量軟吹時間11min。
優選的,d步驟所述的連鑄采用恒速澆注。
優選的,d步驟所述的LF工序目標化學成分按照重量百分比計為:C:0.26~0.28%,Si 1.45~1.55%,Mn:1.95~2.15%,P≤0.015%,S≤0.003%,Ti 0.065-0.075%Als:0.030~0.050%,N:≤0.0045%,其余為鐵和不可避免的雜質。
優選的,d步驟所述的連鑄中包鋼水過熱度22℃~33℃。
本發明的有益效果:采用本發明的板坯流程生產相變誘導塑性鋼的方法,鋼液潔凈度高,得到的產品雜質少,工藝簡單,成本低;此外,本發明采用的鋁微量,降低脆性的磷元素含量也低,得到的產品韌性好、屈服強度、抗拉強度高。
具體實施方式
本發明的板坯流程生產相變誘導塑性鋼的方法包括如下步驟:
a.轉爐冶煉:冶煉鋼水m千克,m≠0,入爐的S≤0.005wt%,轉爐終點C含量0.05%~0.09wt%;
b.出鋼:出鋼過程中加入活性石灰3~4kg/t鋼,出鋼結束后加入1~2kg/t鋼剛玉渣至渣面;
c.LF精煉:LF鋼水出站前采用小氬氣流量軟吹≥8min,氬氣流量以鋼水翻動不裸露為準;
d.連鑄:連鑄中包鋼水過熱度20℃~35℃,連鑄投用輕壓下,目標拉速0.9~1.2m/min;
其中,連鑄得到的產品化學成分按照重量百分比計為:C:0.26~0.28%,Si 1.45~1.55%,Mn:1.95~2.15%,P≤0.015%,S≤0.003%,Ti 0.065-0.075%Als:0.030~0.050%,N:≤0.0045%,其余為鐵和不可避免的雜質。
b步驟活性石灰和剛玉渣可以快速成渣,有利于去除硫雜質。并形成渣相,添加到渣面的剛玉渣可以與石灰反應,形成鈣鋁渣系,本發明形成的渣系熔點較低,有利于脫硫及去除夾雜。
c步驟的小氬氣流量軟吹的流量是根據生產的規模調整的,以鋼水翻動不裸露為準。
d步驟連鑄投用輕壓下,目標拉速0.9~1.2m/min可以改善中心偏析和減少中心疏松的作用。
a步驟所述的轉爐冶煉的原料優選是釩鈦鐵水提釩脫硫后的半鋼,含有適量的釩,可以不再另外添加釩。鋼中的釩在室溫下溶解度很低,通常與鋼中的C和N形成V(C,N),細化晶粒,在強化基體的同時提高韌塑性,但釩含量較高時,強度會進一步提高,而韌性,特別是沖擊韌性會顯著下降。
優選的,a步驟所述的轉爐冶煉的原料化學成分按照重量百分比計包含:C:3.5-4.2%,S≤0.005%,V:≤0.01%。
優選的,b步驟所述的出鋼溫度為1660~1680℃。
優選的,c步驟所述的LF出站溫度為1535~1555℃。
優選的,c步驟所述的小氬氣流量軟吹時間11min。
d步驟所述的連鑄優選采用恒速澆注,可讓產品質地均勻,性能好。
優選的,d步驟所述的LF工序目標化學成分按照重量百分比計為::C:0.26~0.28%,Si 1.45~1.55%,Mn:1.95~2.15%,P≤0.015%,S≤0.003%,Ti 0.065-0.075%Als:0.030~0.050%,N:≤0.0045%,其余為鐵和不可避免的雜質。
優選的,d步驟所述的連鑄中包鋼水過熱度22℃~33℃。
下面結合實施例對本發明的具體實施方式做進一步的描述,并不因此將本發明限制在所述的實施例范圍之中。
實施例1
以含釩鈦鐵水提釩脫硫后的半鋼為原料進行初煉鋼水,其中,該半鋼按重量百分比計為3.41%的C、0.041%的Mn、0.062%的P、0.002%的S、0.004%的V以及痕跡量的Cr、Si和Ti,余量為鐵和不可避免的雜質。
a.轉爐冶煉:將231噸上述半鋼加入220噸(公稱容量)的頂底復吹轉爐中,利用頂底復吹轉爐吹氧脫碳的功能將上述半鋼初煉成鋼水。當鋼水初煉到C含量為0.058wt%、Mn含量為0.032wt%、P含量為0.0081wt%、S含量為0.0051wt%、溫度為1671℃時,開始稠渣向鋼包中出鋼。
b.渣洗:出鋼過程中加入活性石灰700Kg,出鋼結束后加入300kg剛玉渣。
c.LF精煉:出站前采用小氬氣流量軟吹11min,軟吹過程鋼水翻動未裸露,出站溫度為1545℃,LF工序合金微調后化學成分見表1。
d.連鑄:連鑄中包鋼水過熱度22℃~33℃。
成品成分樣檢驗見表2,成品的力學性能檢測見表3。
表1 LF合金微調后成分的質量百分比/%
表2成品鋼成分的質量百分比/%
表3成品鋼的力學性能