专利名称：一种微合金超细晶粒热轧钢板的制备方法
技术领域：
本发明涉及超细晶粒钢的制备技术，特指一种利用微合金元素析出相晶内形核及应变强化相变技术的微合金超细晶粒热轧钢板生产方法。
背景技术：
目前研究和开发以超细晶粒为特征的新一代钢铁材料，已经成为当今世界钢铁材料发展的一个重要方向。20世纪90年代以来，关于钢的晶粒细化已有大量的研究工作，主要有利用控轧控冷技术以及利用Nb、Ti及Al等析出物细化奥氏体晶粒。但大量的研究表明，通过奥氏体晶粒细化使铁索体晶粒细化，其尺寸存在极限值(约为10μm)。近几年的许多研究通过形变诱导相变和控制铁素体再结晶为基础，辅以其它技术手段(超洁净、电磁场)，在苛刻的试验条件下可获得2μm以下的超细晶铁素体晶粒。
然而迄今为止，这些细晶技术虽具有重要的科学价值，但是其制备成本昂贵、条件苛刻，限制了其在工程中的实际应用。另外，以往的工作很少涉及到低碳微合金钢中微合金元素析出相的晶内形核作用。在轧制变形时，微合金化的作用会产生新的变化，第二相作用会更加突出在多道次小压下量变形累加效应形成晶内特定缺陷结构的基础上又形成晶内应变诱导析出粒子，极大的增加了铁素体的相变形核点，获得超细晶粒钢，从而开辟晶粒细化的有效新途径。但该技术应用于工业生产的实例目前国内还未见报道。经申请者对国外权威专利机构，诸如欧洲专利(国际网)、美国专利数据库、PCT国际专利检索以及国内专利检索，均未见相关专利申请。
发明内容
为了弥补现有生产工艺无法在传统的热轧设备上生产微合金超细晶粒钢的空白，本发明提供一种在传统的热轧设备上利用微合金元素析出相晶内形核及应变强化相变技术的微合金超细晶粒热轧钢板生产方法。
其技术方案是往钢中单独或复合加入微合金元素，加入量为0.08％～0.14％，并进行连铸；将所得板坯加热到1200℃-1220℃保温粗轧后，再进行精轧；精轧机的入口温度控制在780℃-820℃之间，精轧采用3-4道次轧制，其总道次压下量为62％-76％，道次间隔时间控制在2-4s。
微合金元素指钒、钛或铌；第一道次压下量为25-30％，第二道次压下量为25-30％，第三道次压下量为20-30％，第四道次压下量为15-30％；采用的微合金钢的化学成份为C0.08-0.10％，Si0.15-0.21％，Mn0.55-0.6％，P0.008-0.012％，S0.005-0.007％，V0.06.-0.14％，Ti0.02-0.07％，Nb0.02-0.07％，N0.003-0.008％。
本发明的优点是能在现有的工业设备和生产成本基本不变的条件下，获得微合金钢的微米级超细化组织；利用析出相的晶内形核及应变强化相变技术，在工业轧机上获得微合金超细晶粒热轧钢板，其铁素体的平均晶粒尺寸为2-4μm，热轧钢板的力学性能为σs≥400MPa，σb≥495MPa，δ5≥32％，从而获得组织均匀、综合力学性能优良、性价比高、生产工艺易控制的微合金超细晶粒钢板
图1微合金热轧钢板的超细晶铁素体图2微合金热轧钢板中弥散均匀分布的析出相具体实施方式
微合金超细晶粒热轧钢板的制备方法，是往钢中单独或复合加入微量合金元素钒、钛、或铌进行连铸，将所得板坯加热到1200℃-1220℃保温粗轧后，再进行精轧。进入精轧机的入口温度控制在780℃-820℃之间，精轧采用3-4道次轧制，其总道次压下量为62％-76％。其中第一道次压下量为25-30％，第二道次压下量为25-30％，第三道次压下量为20-30％，第四道次应压下量为15-30％，道次间隔时间控制在2-4s。
此种方法生产的热轧钢板，采用的微合金钢的化学成份为C0.08-0.10％，Si0.15-0.21％，Mn0.55-0.6％，P0.008-0.012％，S0.005-0.007％，V0.06-0.14％，Ti0.02-0.07％，Nb0.02-0.07％，N0.003-0.008％。其铁素体的平均晶粒尺寸为2-4μm。该热轧钢板的力学性能为σs≥400MPa，σb≥495MPa，δ5≥32％。
下面用实施例详细说明实施例1将含钒0.12％的钒微合金钢进行连铸，将所得板坯加热到1200℃保温粗轧后，再进行精轧。进入精轧机的入口温度控制在780℃，精制采用三道次轧制，其总道次压下量为62％。其中第一道次压下量为30％，第二道次压下量为28％，第三道次应压下量为25％，道次间隔时间控制在3s以内。
利用此方法生产，可在常规轧机上获得微合金超细晶粒热轧钢板。其铁素体的平均晶粒尺寸为3.2μm，热轧钢板的力学性能为σs＝405MPa，σb＝495MPa，δ5＝36％。
实施例2将含钒0.06％、铌0.027％的钒-铌微合金钢进行连铸，将连铸所得板坯加热到1220℃保温粗轧后，再进行精轧。进入精轧机的入口温度控制在800℃，精制采用四道次轧制，其总道次压下量为64％。其中第一道次压下量为30％，第二道次压下量为25％，第三道次压下量为20％，第四道次应压下量为15％，道次间隔时间控制在3s以内。
利用此方法生产，可在常规轧机上获得微合金超细晶粒热轧钢板。其铁素体的平均晶粒尺寸为2.4μm，热轧钢板的力学性能为σs＝490MPa，σb＝560MPa，δ5＝33.5％。
实施例3将含钛0.03％、钒0.06％的钛-钒微合金钢进行连铸，将连铸所得板坯加热到1210℃保温粗轧后，再进行精轧。进入精轧机的入口温度控制在820℃，精制采用四道次轧制，其总道次压下量为74％。其中第一道次压下量为30％，第二道次压下量为30％，第三道次压下量为28％，第四道次压下量为25％，道次间隔时间控制在3s以内。
利用此方法生产，可在常规轧机上获得微合金超细晶粒热轧钢板。其铁素体的平均晶粒尺寸为2.8μm，热轧钢板的力学性能为σs＝470MPa，σb＝535MPa，δ5＝33％。
利用本发明方法生产，可在常规轧机上获得微合金超细晶粒热轧钢板。图1是微合金热轧钢板的超细晶铁素体，是晶粒超细化的一个典型组织现象，图2是微合金热轧钢板中的析出相，可以看出析出相均为弥散均匀分布，其颗粒细小(≤50nm)。由此得出一个技术上极为重要的发现是在奥氏体向铁素体转变时，利用弥散在奥氏体晶粒内部能起到铁素体非均匀形核作用的微合金析出物如V(C，N)、VN、TiN等，可使铁素体在奥氏体晶粒内具有很强的形核能力。这是因为在析出物周围形成奥氏体稳定元素的贫乏区，从而大大促进了晶内铁素体的形核。该热轧钢板的力学性能为σs≥400MPa，σb≥495MPa，δ5≥32％，从而获得组织均匀、综合力学性能优良、性价比高的微合金超细晶粒钢板。
对上述三种实例板材每种分别进行三次随机取样分析，其金相组织均为超细晶粒铁素体与极少量珠光体，其力学性能与常规工艺钒微合金钢力学性能对比见表1。
表1 微合金超细晶粒热轧钢板与常规工艺钒微合金热轧钢板的力学性能对比表
权利要求
1.一种微合金超细晶粒热轧钢板的制备方法，其特征在于往钢中单独或复合加入微合金元素，加入量为0.08％～0.14％，并进行连铸；将所得板坯加热到1200℃-1220℃保温粗轧后，再进行精轧；精轧机的入口温度控制在780℃-820℃之间，精轧采用3-4道次轧制，其总道次压下量为62％-76％，道次间隔时间控制在2～4s。
2.根据权利要求1所述的一种微合金超细晶粒热轧钢板的制备方法，其特征在于微合金元素指钒、钛或铌。
3.根据权利要求1所述的一种微合金超细晶粒热轧钢板的制备方法，其特征在于第一道次压下量为25-30％，第二道次压下量为25-30％，第三道次压下量为20-30％，第四道次压下量为15-30％。
4.一种微合金超细晶粒热轧钢板的制备方法，其特征在于采用的微合金钢的化学成份为C0.08-0.10％，Si0.15-0.21％，Mn0.55-0.6％，P0.008-0.012％，S0.005-0.007％，V0.06-0.14％，Ti0.02-0.07％，Nb0.02-0.07％，N0.003-0.008％。
全文摘要
一种微合金超细晶粒热轧钢板的制备方法，涉及超细晶粒钢的制备技术，其特征在于往钢中单独或复合加入微合金元素，加入量为0.08％～0.14％，并进行连铸；将所得板坯加热到1200℃－1220℃保温粗轧后，再进行精轧；精轧机的入口温度控制在780℃－820℃之间，精轧采用3－4道次轧制，其总道次压下量为62％～76％，道次间隔时间控制在2～4s。本发明能有效的提高热轧钢板的力学性能。
文档编号B21B37/48GK1851008SQ20061004073
公开日2006年10月25日 申请日期2006年5月30日 优先权日2006年5月30日
发明者李新城, 朱伟兴, 张明 申请人:江苏大学