一种高强钢及其制备方法与流程

本发明属于钢材制备，特别涉及一种高强钢及其制备方法。

背景技术：

1、热轧高强钢是板坯添加一定的合金元素，经过热轧控轧控冷所得，其具有良好的强度和成形性能，广泛应用于汽车制造、桥梁、建筑等领域。

2、高强钢为获取所需的性能，普遍采用添加大量合金元素的方式，并采用控轧控冷的方式加以实现。强度及厚度规格提升后，存在的主要问题是性能波动大、合金成本高。为了解决这一问题，部分钢厂采用双相贝氏体或马氏体钢，即在铁素体基体上引入贝氏体或马氏体硬相，但这种组织会造成屈服强度偏低、屈强比偏低的问题，影响高强钢的结构安全性。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种高强钢及其制备方法，以解决现有的高强钢结构性能不理想的技术问题。

2、本发明实施例提供了一种高强钢，所述钢的化学成分以质量百分比计包括：

3、c：0.05-0.08％，si：≤0.05％，mn：1.3-1.5％，p：≤0.010％，s：≤0.005％，al：0.03-0.05％，nb：0.01-0.02％，ti：0.08-0.12％，n：≤0.004％，余量为fe和不可避免的杂质。

4、可选的，所述高强钢的金相组织包括铁素体和珠光体，铁素体的体积百分比≥98％，珠光体的体积百分比≤2％。

5、可选的，所述铁素体的晶粒尺寸为2-5μm。

6、可选的，所述高强钢的金相组织还包括球形析出相，所述球形析出相的粒径为1-50nm。

7、基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种如上所述的高强钢的制备方法，包括如下步骤：

8、经预处理、冶炼、精炼及连铸，得到符合所述化学成分的板坯；

9、将所述板坯经加热、粗轧、精轧、冷却、卷取及缓冷，得到所述高强钢。

10、可选的，所述加热的起始温度＞400℃，所述加热的终点温度为1220-1270℃，所述加热的时间为170-300min。

11、可选的，所述粗轧的终点温度为980-1060℃。

12、可选的，所述精轧的终轧温度为830-890℃。

13、可选的，所述冷却采用层流冷却，所述冷却的上集管流量为100-120m3/h，所述冷却的下集管流量为130-150m3/h。

14、可选的，所述卷取的温度为590-630℃。

15、本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

16、本发明实施例提供的高强钢，通过采用微量的nb元素细化奥氏体晶粒，从而细化钢的组织，以提高钢的强度和结构性能；ti元素为强碳化物形成元素，其可与c结合形成tic弥散分布于钢的基体内，进一步提高钢的强度和结构性能；通过控制n元素含量，从而增加钢中有效的ti含量，并且减少大颗粒tin的含量，从而防止大颗粒tin回熔不充分影响钢冲击和疲劳性能，并降低tin对tic析出的量的影响，稳固析出强化效果，从而进一步提高钢的强度和结构性能。

17、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

技术特征：

1.一种高强钢，其特征在于，所述钢的化学成分以质量百分比计包括：

2.根据权利要求1所述的高强钢，其特征在于，所述高强钢的金相组织包括铁素体和珠光体，铁素体的体积百分比≥98％，珠光体的体积百分比≤2％。

3.根据权利要求2所述的高强钢，其特征在于，所述铁素体的晶粒尺寸为2-5μm。

4.根据权利要求2所述的高强钢，其特征在于，所述高强钢的金相组织还包括球形析出相，所述球形析出相的粒径为1-50nm。

5.一种如权利要求1-4中任意一项所述的高强钢的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的高强钢的制备方法，其特征在于，所述加热的起始温度＞400℃，所述加热的终点温度为1220-1270℃，所述加热的时间为170-300min。

7.根据权利要求5所述的高强钢的制备方法，其特征在于，所述粗轧的终点温度为980-1060℃。

8.根据权利要求5所述的高强钢的制备方法，其特征在于，所述精轧的终轧温度为830-890℃。

9.根据权利要求5所述的高强钢的制备方法，其特征在于，所述冷却采用层流冷却，所述冷却的上集管流量为100-120m3/h，所述冷却的下集管流量为130-150m3/h。

10.根据权利要求5所述的高强钢的制备方法，其特征在于，所述卷取的温度为590-630℃。

技术总结
本发明特别涉及一种高强钢及其制备方法，属于钢材制备技术领域。一种高强钢，钢的化学成分以质量百分比计包括：C：0.05‑0.08％，Si：≤0.05％，Mn：1.3‑1.5％，P：≤0.010％，S：≤0.005％，Al：0.03‑0.05％，Nb：0.01‑0.02％，Ti：0.08‑0.12％，N：≤0.004％，余量为Fe和不可避免的杂质。其通过采用微量的Nb元素细化奥氏体晶粒，从而细化钢的组织，以提高钢的强度和结构性能；Ti元素为强碳化物形成元素，其可与C结合形成TiC弥散分布于钢的基体内，进一步提高钢的强度和结构性能；通过控制N元素含量，从而增加钢中有效的Ti含量，并且减少大颗粒TiN的含量，从而防止大颗粒TiN回熔不充分影响钢冲击和疲劳性能，并降低TiN对TiC析出的量的影响，稳固析出强化效果，从而进一步提高钢的强度和结构性能。

技术研发人员：武巧玲,李旭东,李金保,王秋娜,黄天华,徐伟,辛艳辉,黄旭,郭子峰,牛涛,龚坚,王伦,范建鑫,张衍,惠亚军,呼智勇,吴科敏,杨业,马明玉,颜晨曦,白凤霞,李蓓
受保护的技术使用者：北京首钢股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29