一種高塑性焊接氣瓶用鋼熱軋板卷及其生產工藝的製作方法
2023-10-23 23:11:17 1
一種高塑性焊接氣瓶用鋼熱軋板卷及其生產工藝的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種高塑性焊接氣瓶用鋼熱軋板卷，其化學成分質量百分含量為：碳0.10～0.15％、錳0.50～1.50％、磷≤0.018％、硫≤0.015％、Als0.015～0.040％，餘量為鐵和雜質元素。其軋制工藝參數為：加熱溫度1180～1220℃、初軋開軋溫度1150～1180℃、精軋開軋溫度1000℃～950℃、精軋終軋溫度900℃～800℃，冷卻工藝採用間隔式水幕層流冷卻，水冷速率10℃～50℃/S，終止冷卻溫度630℃～600℃。焊接氣瓶用鋼組織均勻，同時提高了強度和塑料，性能穩定，使其焊接氣瓶的成瓶率大幅提升，降低生產成本。
【專利說明】一種高塑性焊接氣瓶用鋼熱軋板卷及其生產工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及焊接氣瓶用鋼【技術領域】，尤其是涉及一種高塑性焊接氣瓶用鋼熱軋板卷及其生產工藝，該鋼主要用於製造石油液化氣鋼質焊接氣瓶。
【背景技術】
[0002]焊接氣瓶製造行業對焊接用鋼的強度、韌性、焊接性等不斷提出更高的要求，這種發展勢頭在未來的幾十年中仍將持續下去。
[0003]製造液化石油氣鋼質焊接氣瓶用鋼熱軋板卷在要求強度性能的同時，對延伸性能要求很高，即要求具有優良塑性，以滿足材料的冷衝壓成形性能，提高焊接氣瓶的成瓶率。
[0004]國內外的焊接瓶用戶對焊接鋼的成瓶率要求很高，還有很多用戶希望成瓶率可以達到100%，決定成瓶率的主要因素主要為鋼質的性能，要求同時具有高強度和高塑性，但由於鋼熱軋板卷的化學成分和生產工藝的難題限制，很難得到均勻的組織，不能滿足供應商的要求。
【發明內容】
[0005]針對現有技術不足，本發明所要解決的技術問題是提供一種同時具有高強度和良好延伸性能的焊接氣瓶用鋼熱軋板卷及其生產工藝。
[0006]為了解決上述技術問題，本發明所採用的技術方案為:
[0007]—種高塑性焊接氣瓶用鋼熱軋板卷，其化學成分質量百分含量為--碳0.10~0.15%、錳 0.50 ~1. 50%、磷≤ 0.018%、硫≤ 0.015%,Als0.015 ~0.040%，餘量為鐵和
雜質元素。
[0008]鋼的各種元素含量控制在適當的範圍，進行特定的工序處理，得到復相組織均勻，具有高強度和高塑性，並具有極佳的焊接性能。
[0009]為保持其優良的延塑性、焊接性能，採用適當的碳錳含量設計，控制在碳0.10~0.15%、錳 0.60 ~1.00%。
[0010]降低硫和磷的含量，提高的鋼韌性。
[0011]一種高塑性焊接氣瓶用鋼熱軋板卷的生產工藝，通過轉爐冶煉、鋼包吹氬、鋼包精煉爐精煉、連鑄，加熱後進入兩機架粗軋、再經過七機連軋機組軋制生產，最後進行軋制後冷卻、卷取，其軋制工藝參數為:加熱溫度1180~1220°C、初軋開軋溫度1150~1180°C、精軋開軋溫度1000°C~950°C、精軋終軋溫度900°C~800°C，
[0012]冷卻工藝採用間隔式水幕層流冷卻，水冷速率10°C~50°C /S，終止冷卻溫度630°C~600°C。
[0013]其中，所述的水冷速率15°C~35°C/S。
[0014]為節約資源，秉持經濟適用原則，不採用Mo、B、V和稀土元素加入，而是充分發揮熱連軋機組突出的控制軋制和控制冷卻能力來提高材料的強韌性能。
[0015]極好的性能穩定性，各向異性較小，板卷縱橫向、45°方向強度波動在IOMPa之內。
[0016]本發明具有以下優點:
[0017]通過化學成分的設計，軋制工藝參數的控制，得到焊接氣瓶用鋼組織均勻、金相組織由現有的鐵素體+細珠光體+少量貝氏體變成本發明的鐵素體+少量細珠光體，同時提高了強度和塑料，性能穩定；並使綜合性能達到=ReL:295~400MPa、Rm:440~520MPa、ReL/Rm ( 0.80、延伸率:34~40%，使其焊接氣瓶的成瓶率大幅提升，降低生產成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]下面對本說明書各幅附圖所表達的內容作簡要說明:
[0019]圖1為本發明鋼熱軋板卷的金相組織圖。
[0020]圖2為現有鋼熱軋板卷的金相組織圖。
【具體實施方式】
[0021]下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明。
[0022]實施例1，該高塑性焊接氣瓶用鋼熱軋板卷，其化學成分質量百分含量為:C:0.12%、Mn:0.75%、P:0.0143%、S:0.0015%、Als:0.026%，餘量為 Fe 和雜質元素。
[0023]該鋼經過轉爐冶煉、鋼包吹氬、鋼包精煉爐精煉、連鑄，加熱後進入兩機架粗軋、再經過七機連軋機組精軋，最後進行軋制後冷卻、卷取。
[0024]其中，軋制工藝參數為:加熱溫度1200°C、初軋開軋溫度1150°C、精軋開軋溫度1000°C、精軋終軋溫度890°C，
[0025]冷卻工藝採用間隔式水幕層流冷卻，水冷速率18°C /S，終止冷卻溫度630°C。
[0026]焊接氣瓶鋼的力學性能見表1，金相組織見附圖1。
[0027]實施例2，該高塑性焊接氣瓶用鋼熱軋板卷，其化學成分質量百分含量為:C:
0.13%、Mn:0.73%、P:0.0112%、S:0.0010%、Als:0.029%，餘量為 Fe 和雜質元素。
[0028]該鋼經過轉爐冶煉、鋼包吹氬、鋼包精煉爐精煉、連鑄，加熱後進入兩機架粗軋、再經過七機連軋機組精軋，最後進行軋制後冷卻、卷取。
[0029]其中，軋制工藝參數為:加熱溫度1200°C、初軋開軋溫度1165°C、精軋開軋溫度950°C、精軋終軋溫度895°C，
[0030]冷卻工藝採用間隔式水幕層流冷卻，水冷速率19°C /S，終止冷卻溫度625°C。
[0031]焊接氣瓶鋼的力學性能見表1。
[0032]實施例3，該高塑性焊接氣瓶用鋼熱軋板卷，其化學成分質量百分含量為:C:
0.14%、Mn:0.75%、P:0.0122%、S:0.0012%、Als:0.027%，餘量為 Fe 和雜質元素。
[0033]該鋼經過轉爐冶煉、鋼包吹氬、鋼包精煉爐精煉、連鑄，加熱後進入兩機架粗軋、再經過七機連軋機組精軋，最後進行軋制後冷卻、卷取。
[0034]其中，軋制工藝參數為:加熱溫度1190°C、初軋開軋溫度1170°C、精軋開軋溫度1000°C、精軋終軋溫度850°C，`
[0035]冷卻工藝採用間隔式水幕層流冷卻，水冷速率25°C /S，終止冷卻溫度610°C。
[0036]焊接氣瓶鋼的力學性能見表1。[0037]由實施例1的金相組織圖即說明書附圖1和現有金相組織圖即說明書附圖2對t匕，金相組織由現有的鐵素體+細珠光體+少量貝氏體變成組織均勻本發明的鐵素體+少量細珠光體，實施例1至實施例3對應的熱軋板卷的力學性能表1可以看出，本發明的熱軋板卷具有較好的強度、韌性、延伸性能，使其焊接氣瓶用鋼具有極好的塑性和穩定性。
[0038]合金元素設計時，適當的碳含量，這樣可適當提高相變溫度，有利於少量的貝氏體組織的形成；較低含量的碳可有效減少偏析以保證鋼板組織的均勻性，減少後期固態相變帶來的有害組織。低的碳含量可以使δ相溫度區間擴大，由於溶質元素在δ相區擴散速度是Y區的100倍，因此成分組織更加均勻。減少了碳含量的加入，可以提高奧氏體中固溶鋁的含量，從而可實現高溫軋制，保證高溫時奧氏體再結晶的充分程度，改善非再結晶區高溫控軋效果，使高溫高壓下厚鋼板中心組織得到細化。
[0039]機械熱軋制是以再結晶、相變等冶金工藝為基礎，在規定的變形和溫度條件下完成固溶強化、沉澱強化、位錯強化和晶粒細化等硬化處理，從而使軋制狀態鋼板性能達到最佳化。為獲得強度和韌性的合理匹配，充分發揮七機架熱連軋機組的軋制和冷卻能力，優良各向異性高塑性的焊接氣瓶採用控制軋制和加速冷卻的方式生產，它通過高溫奧氏體區形變再結晶、低溫奧氏體未再結晶區的變形以及軋後的加速冷卻來獲得最佳效果。
[0040]採取間隔式水幕層流冷卻可以有效的降低熱軋板卷的水冷速度，使得鋼在精軋終軋後有一定的再結晶時間，促使晶粒張大，抑制貝氏體的形成，保證形成的組織為鐵素體+少量細珠光體，有效地降低衝壓件的內部殘餘力。同時較長的冷卻途徑和間隔式的冷卻模式也有效的減少了冷卻水在板卷邊部的集聚，提高了板卷邊部和中心位置的組織均勻的一致性，提高了板卷的各項異性性能。
[0041]通過控制機械熱軋的工藝，沿奧氏體晶界或奧氏體晶內先期產生少量貝氏體，分割奧氏體晶粒為若干小空間，在隨後的相變中，由於轉變速度很快，分割後的空間限制了貝氏體的長大，從而得到進一步細化的組織。由於低碳貝氏體組織的生長位置和方向不具有選擇性，界面間殘餘奧氏體量很少，因此組織均勻性好，各向異性較小。同時通過適當的捲曲溫度的設置，可以抑制硬相組織珠光體和貝氏體的含量，可以在在得到優良的塑性的同時保證一定的強度。
[0042]表1為焊接氣瓶鋼的力學性能檢驗結果
【權利要求】
1.一種高塑性焊接氣瓶用鋼熱軋板卷，其特徵在於:其化學成分質量百分含量為:碳0.10 ~0.15%、錳 0.50 ~1.50%、磷≤ 0.018%、硫≤ 0.015%, Als0.015 ~0.040%，餘量為鐵和雜質元素。
2.如權利要求1所述的高塑性焊接氣瓶用鋼熱軋板卷，其特徵在於:所述的錳的質量百分含量為:0.60~1.00%。
3.—種如權利要求1所述的高塑性焊接氣瓶用鋼熱軋板卷的生產工藝，其特徵在於: 軋制工藝參數為:加熱溫度1180~1220°C、初軋開軋溫度1150~1180°C、精軋開軋溫度1000°C~950°C、精軋終軋溫度900°C~800°C， 冷卻工藝採用間隔式水幕層流冷卻，水冷速率10°C~50°C /S，終止冷卻溫度630°C~600。。。
4.如權利要求3所述的生產工藝，其特徵在於:所述的水冷速率15V~35°C/S。
【文檔編號】C22C38/06GK103667882SQ201310732742
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月26日 優先權日:2013年12月26日
【發明者】王海波, 朱濤, 王立濤, 胡學文, 王煒, 王瑩, 趙勇, 趙偉雋, 李忠義, 王小燕, 金寶安, 章海 申請人:馬鋼(集團)控股有限公司, 馬鞍山鋼鐵股份有限公司