非調質980MPa級高強捆帶鋼及其生產方法與流程

2023-12-09 20:47:21 1

本發明涉及一種鋼帶原料，尤其是一種非調質980MPa級高強捆帶鋼及其生產方法。

背景技術：

鋼質捆帶(簡稱捆帶)，通常指用於工業包裝用的鋼帶，廣泛用於鋼鐵、有色金屬、造紙、玻璃、建材、菸草和輕紡加工等工業領域。目前，我國鋼鐵行業是應用捆帶產品最多，承載安全級數最高的行業，其主要用於鋼鐵製造的軋鋼和成品包裝單元。一方面，隨著我國鋼鐵行業近年來的迅猛發展，加之發達國家的鋼鐵企業都將鋼卷包裝提高到「保證安全儲運，提升產品檔次」的程度，預計今後對其需求將迸一步擴大，市場前景廣闊，經濟效益可觀；另一方面，隨著鋼鐵企業生產作業線的日益連續化和高速化，對其性能的要求將會越來越高。

傳統的捆帶生產工藝主要有3種，即加工硬化、中溫調質和等溫淬火。

（1）加工硬化：該工藝主要包括「冷帶縱剪分條一電加熱空氣發藍一磨邊捲曲」等幾個步驟。優點是生產設備簡單、成本低；缺點是原卷捆帶內有數個接頭，發藍質量不穩定，顏色不均，短時間內會發生鏽蝕，外形尺寸及其精度較差，毛刺清理不淨，常發生「掉帶」和「斷帶」等事故，不能滿足自動打捆機的需要。產品的強度極限約為700 MPa，最低延伸率為3％。

（2）中溫調質：該工藝是指Si—Mn系列的捆帶經850℃淬火後，再經450℃回火的熱處理方法。按上述工藝處理後，可獲得回火屈氏體組織，強度極限可達1 260 MPa，延伸率可達12％。中溫調質處理後，不能通過電熱發藍，而只能採用塗漆或塗蠟的辦法來增強其耐蝕性網。

（3）等溫淬火：該工藝即所謂的「派爾登」處理，其流程大致如下：冷帶在進行完必要的表面預處理後，首先進入鉛浴，使其預熱，預熱時間一般為10s，進入感應器，經過數次感應加熱後，使捆帶均勻地達到奧氏體化溫度860～880℃，再進入鉛浴，於450℃進行等溫淬火，淬火時間一般小於lmin。等溫淬火完成後，進入帶有木炭的密封槽，最後進入到45～70℃的清水中，達到清洗的目的。調質完成後，半成品的捆帶在經過焊接、分條、清除毛刺等工序後，再次進入鉛浴，在440℃左右發藍。發藍結束後，再進行塗漆、塗蠟、捲曲、包裝等後續工序。由於調質工藝所需設備複雜、成本較高；同時，鉛浴會造成嚴重的環境汙染，一些發達國家開始禁止使用。

一般來說，生產中、低強捆帶只需要採用碳素結構鋼，通過加工硬化工藝即可完成；而生產抗拉強度950MPa高強捆帶則需要採用低合金鋼、合金結構鋼或優質碳素結構鋼，通過中溫調質或等溫淬火處理才能完成；這樣就會造成高強捆帶的生產能耗和成本較高。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種低成本的非調質980MPa級高強捆帶鋼；本發明還提供了一種非調質980MPa級高強捆帶鋼的生產方法。

為解決上述技術問題，本發明化學成分的重量百分含量為：C 0.17%～0.23%，Mn 1.15%～1.35%，Si≤0.35，S≤0.015%，P≤0.025%，Als≥0.015%，N≤0.0060%，其餘為鐵和不可避免的雜質。

本發明方法包括熱軋、冷卻、冷軋和發藍工序，其化學成分的重量百分含量如上所述。

本發明方法所述冷卻工序：首先進行第一次強冷，冷卻至660～720℃；然後在該溫度範圍空冷2～4s；空冷後進行第二次強冷至卷取溫度400～500℃。

本發明方法所述熱軋工序中，終軋溫度為820～850℃。

本發明方法所述冷軋工序：總壓料率為60%～80%。

本發明方法所述發藍工序：在450～550℃直接發藍。

採用上述技術方案所產生的有益效果在於：本發明採用中低C（C含量0.17%～0.23%）、常規Mn成分（Mn含量 1.15%～1.35%）設計，可得到鐵素體貝氏體組織，具有較高的抗拉強度和良好的均勻延伸和較高的n值。

本發明方法採用中低C，較常規Mn成分設計，通過冷卻工序的冷卻路徑控制，調整鋼在相變過程中C的配分，控制中溫卷取、避免珠光體轉變組織轉化，可以得到性能比鐵素體珠光體更好的鐵素體貝氏體組織，鐵素體貝氏體鋼有較高的抗拉強度和良好的均勻延伸和較高的n值。本發明方法可得到抗拉強度≥980Mpa、延伸率A30≥10%的非調質超高強捆帶。本發明方法省去調質和鉛浴工藝，大大降低了捆帶生產的能耗和成本；本發明方法充分綜合利用了C、Mn合金固溶強化、控軋細晶強化、控冷相變強化、冷軋位錯強化多種強化手段，降低了合金成本低和熱軋軋制負荷，熱軋生產成本低，捆帶生產又可省去調質工藝，因此，本發明方法生產的高強捆帶鋼具有成本低、性能好、產品競爭優勢強等特點。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

圖1是本發明實施例1所得熱軋帶鋼的金相組織圖；

圖2是本發明實施例1所得高強捆帶鋼的金相組織圖。

具體實施方式

本非調質980MPa級高強捆帶鋼採用下述成分配比以及方法工藝生產而成：

（1）化學成分的重量百分含量：C 0.17%～0.23%，Mn 1.15%～1.35%，Si≤0.35，S≤0.015%，P≤0.025%，Als≥0.015%，N≤0.0060%，其餘為鐵和不可避免的雜質。

（2）方法工藝：包括有煉鋼工序、加熱工序、熱軋工序、冷卻工序、冷軋工序和發藍工序。A、所述熱軋工藝：帶鋼採用820～850℃終軋。B、所述冷卻工序：首先進行第一次強冷，冷卻至660～720℃；然後在該溫度範圍空冷2～4s；空冷後的帶鋼第二次強冷至卷取溫度400～500℃；兩次強冷的冷卻速度最好為100～120℃/s；通過在冷卻過程中調整鋼在相變過程中C的配分，避免珠光體轉變組織轉化，可以得到性能比鐵素體珠光體更好的鐵素體貝氏體組織；所得熱軋帶鋼的金相組織由分布的15～35%貝氏體和其餘鐵素體雙相組成，抗拉強度控制在580～650MPa，屈服強度控制在480～550MPa，伸長率A50控制在25.5～38%，成型性能良好。C、所述冷軋、發藍工序：熱軋帶鋼通過60%～80%總壓料率的冷軋，在450～550℃直接發藍，即可製成抗拉強度≥980Mpa、延伸率A30≥10%的高強捆帶鋼。

實施例1：本非調質980MPa級高強捆帶鋼的具體工藝如下所述。

（1）煉鋼工序：出鋼鋼水化學成分的重量百分比為：C 0.19%，Mn 1.23%，S 0.003%，P 0.017%，Si 0.03%，Als 0.025%，N 0.0037%，其餘為鐵和不可避免的雜質。

（2）加熱工序：板坯加熱至1200±10℃。

（3）熱軋工序：將板坯粗軋的開軋溫度控制在1100±10℃；精軋開軋溫度1030±10℃，終軋溫度為835±10℃，軋制鋼板厚度為3.0mm。

（4）冷卻工序：鋼板進入層流冷卻前溫度為815～830℃，以100℃/s的冷卻至700±10℃，空冷3s；繼續以100℃/s速度冷卻至430℃±10℃進行卷取。所得熱軋帶鋼經測試力學性能，實際性能為：抗拉強度598MPa、屈服強度498MPa，延伸率A50 34.5%。所得熱軋帶鋼的金相組織圖（200X，縱向）見圖1，可見金相組織較均勻，組織為鐵素體和貝氏體雙相組織。

（5）冷軋、發藍工序：冷軋製成0.95mm厚度，壓下率68.3%；經520℃發藍後，得到所述的高強捆帶鋼。所得高強捆帶鋼的抗拉強度990MPa、屈服強度987MPa、延伸率A30 15%；金相組織見圖2，由圖可見其金相組織較均勻，組織為鐵素體和貝氏體雙相組織。

實施例2：本非調質980MPa級高強捆帶鋼的具體工藝如下所述。

（1）煉鋼工序：出鋼鋼水化學成分的重量百分比為：C 0.18%，Mn 1.26%，S 0.002%，P 0.017%，Si 0.09%，Als 0.030%，N 0.0034%，其餘為鐵和不可避免的雜質。

（2）加熱工序：板坯加熱至1200±10℃。

（3）熱軋工序：將板坯粗軋的開軋溫度控制在1100±10℃；精軋開軋溫度1030±10℃，終軋溫度為835±10℃，軋制鋼板厚度為2.8mm。

（4）冷卻工序：鋼板進入層流冷卻前溫度為815～830℃，以110℃/s的冷卻至700±10℃，空冷2s；繼續以120℃/s速度冷卻至430℃±10℃進行卷取。所得熱軋帶鋼經測試力學性能，實際性能為：抗拉強度600MPa、屈服強度510MPa，延伸率A50 27.5%。

（5）冷軋、發藍工序：冷軋製成0.8mm厚度，壓下率71.4%；經520℃發藍後，得到所述的高強捆帶鋼。所得高強捆帶鋼的抗拉強度1010MPa、屈服強度995MPa，延伸率A30 12.5%。

實施例3：本非調質980MPa級高強捆帶鋼的具體工藝如下所述。

（1）煉鋼工序：出鋼鋼水化學成分的重量百分比為：C 0.17%，Mn 1.27%，S 0.003%，P 0.018%，Si 0.15%，Als 0.039%，N 0.0032%，其餘為鐵和不可避免的雜質。

（2）加熱工序：板坯加熱至1200±10℃。

（3）熱軋工序：將板坯粗軋的開軋溫度控制在1100±10℃；精軋開軋溫度1030±10℃，終軋溫度為830±10℃，軋制鋼板厚度為3mm。

（4）冷卻工序：鋼板進入層流冷卻前溫度為815～830℃，以110℃/s的冷卻至700±10℃，空冷2.2s；繼續以120℃/s速度冷卻至430℃±10℃進行卷取。所得熱軋帶鋼經測試力學性能，實際性能為：抗拉強度626MPa、屈服強度530MPa，延伸率A5030%。

（5）冷軋、發藍工序：冷軋製成0.8mm厚度，壓下率73.3%；經510℃發藍後，得到所述的高強捆帶鋼。所得高強捆帶鋼的抗拉強度1030MPa、屈服強度1018MPa，延伸率A3013.5%。

實施例4：本非調質980MPa級高強捆帶鋼的具體工藝如下所述。

（1）煉鋼工序：出鋼鋼水化學成分的重量百分比為：C 0.21%，Mn 1.35%，S 0.012%，P 0.025%，Si 0.20%，Als 0.015%，N 0.0025%，其餘為鐵和不可避免的雜質。

（2）加熱工序：板坯加熱至1200±10℃。

（3）熱軋工序：將板坯粗軋的開軋溫度控制在1100±10℃；精軋開軋溫度1030±10℃，終軋溫度為840±10℃，軋制鋼板厚度為2.5mm。

（4）冷卻工序：鋼板進入層流冷卻前溫度為820～830℃，以120℃/s的冷卻至670±10℃，空冷4s；繼續以120℃/s速度冷卻至410℃±10℃進行卷取。所得熱軋帶鋼經測試力學性能，實際性能為：抗拉強度648MPa、屈服強度536MPa，延伸率A50 23.5%。

（5）冷軋、發藍工序：冷軋製成1.0mm厚度，壓下率60%；經550℃發藍後，得到所述的高強捆帶鋼。所得高強捆帶鋼的抗拉強度1055MPa、屈服強度1016MPa，延伸率A3012.0%。

實施例5：本非調質980MPa級高強捆帶鋼的具體工藝如下所述。

（1）煉鋼工序：出鋼鋼水化學成分的重量百分比為：C 0.23%，Mn 1.18%，S 0.015%，P 0.016%，Si 0.32%，Als 0.022%，N 0.0060%，其餘為鐵和不可避免的雜質。

（2）加熱工序：板坯加熱至1200±10℃。

（3）熱軋工序：將板坯粗軋的開軋溫度控制在1100±10℃；精軋開軋溫度1030±10℃，終軋溫度為835±10℃，軋制鋼板厚度為3.1mm。

（4）冷卻工序：鋼板進入層流冷卻前溫度為820～830℃，以120℃/s的冷卻至710±10℃，空冷4s；繼續以110℃/s速度冷卻至460℃±10℃進行卷取。所得熱軋帶鋼經測試力學性能，實際性能為：抗拉強度602MPa、屈服強度512MPa，延伸率A5028.0%。

（5）冷軋、發藍工序：冷軋製成0.8mm厚度，壓下率74.2%；經450℃發藍後，得到所述的高強捆帶鋼。所得高強捆帶鋼的抗拉強度1012MPa、屈服強度998MPa，延伸率A3012.5%。

實施例6：本非調質980MPa級高強捆帶鋼的具體工藝如下所述。

（1）煉鋼工序：出鋼鋼水化學成分的重量百分比為：C 0.20%，Mn 1.15%，S 0.008%，P 0.019%，Si 0.35%，Als 0.024%，N 0.0049%，其餘為鐵和不可避免的雜質。

（2）加熱工序：板坯加熱至1200±10℃。

（3）熱軋工序：將板坯粗軋的開軋溫度控制在1100±10℃；精軋開軋溫度1030±10℃，終軋溫度為835±10℃，軋制鋼板厚度為3.0mm。

（4）冷卻工序：鋼板進入層流冷卻前溫度為810～825℃，以110℃/s的冷卻至690±10℃，空冷3s；繼續以110℃/s速度冷卻至490℃±10℃進行卷取。所得熱軋帶鋼經測試力學性能，實際性能為：抗拉強度546MPa、屈服強度452MPa，延伸率A5036%。

（5）冷軋、發藍工序：冷軋製成0.6mm厚度，壓下率80%；經480℃發藍後，得到所述的高強捆帶鋼。所得高強捆帶鋼的抗拉強度982MPa、屈服強度946MPa，延伸率A3015.5%。