CN103436778A - 具有低温韧性药芯焊丝用冷轧带钢及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有低温韧性药芯焊丝用冷轧带钢及其生产方法，带钢的化学成分及质量百分比为：C，0.045-0.06％；Mn，1.4-1.5％；Si，≤0.04％；P，≤0.01％；S，≤0.005％；Als，≤0.03％，N，0.0020～0.0030％，余量为Fe及不可避免杂质；生产中的工艺参数为：热轧加热温度为1230±20℃，终轧温度为910±20℃，卷取温度为700±20℃，冷轧压下率控制在75-80％，退火温度控制在780±10℃，平整延伸率为0.9％。本发明提供的一种具有低温韧性药芯焊丝用冷轧带钢及其生产方法，所生产的带钢具有较高的低温韧性，低的屈服强度和高延伸率，高的成形性能，能满足低温储罐（≤-30℃）及船舶用药芯焊丝钢的要求。

Description

具有低温韧性药芯焊丝用冷轧带钢及其生产方法

技术领域

本发明属于金属材料加工领域，特别涉及一种具有低温韧性药芯焊丝用冷轧带钢及其生产方法。

背景技术

药芯焊丝是一种新型的焊接材料，在工业发达国家已获得广泛的应用，是低碳冷轧带钢通过成形、充焊剂药粉后拉延形成的焊丝.近年来，我国药芯焊丝的生产得到了较快的发展。药芯焊丝具有高效益、低成本、高质量、自动化、飞溅小、成形好等各方面的优势，广泛应用于造船、冶金、石化和机制行业，尤其在造船行业，药芯焊丝已取代手工焊条和实心焊丝，成为消耗量最大的焊接材料。现有技术中冶炼得到的药芯焊丝用冷轧钢板由于成分控制不够合理，P、S含量偏高，带钢具有低温韧性差和成形性能差的缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种成分合理、具有低温韧性高和良好成形性能的药芯焊丝用冷轧带钢及其生产方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种具有低温韧性药芯焊丝用冷轧带钢，其化学成分及质量百分比为：C，0.045-0.06％；Mn，1.4-1.5％；Si，≤0.04％；P，≤0.01％；S，≤0.005％；Als，≤0.03％，N，0.0020～0.0030％，余量为Fe及不可避免杂质。

在本发明提供的具有低温韧性药芯焊丝用冷轧带钢中，相关元素的作用机理及成分范围的确定原因如下：

1）本发明提供的具有低温韧性药芯焊丝用钢的化学成分中，C的含量为0.045-0.06%，Mn含量为1.4-1.6％，C元素主要作为强化元素加入焊缝金属中，它显著提高焊缝金属的强度和硬度，能促使针状铁素体的形成,并且减少晶界铁素体,使熔敷金属的硬度增加。最佳韧性的获得是C在0.04%～0.07%。随着C含量的增加针状铁素体的比例增加，C作为主要的合金元素对熔敷金属的组织和性能影响较大,在一定范围内增加C含量对韧性和强度都有益。但含碳量超过0.10%后，低温冲击韧性迅速下降。综上所述，为了保证焊缝金属具有良好的低温韧性，必须严格控制焊缝金属中的碳含量。Mn是保证强度的主要合金元素之一,该元素能有效地降低C→A的转变温度,抑制晶界先共析铁素体的形成,促使焊缝中形成针状铁素体组织。其最佳含量范围为1.4%-1.6%,在0.6%-1.6%范围内能有效地抑制晶界先共析铁素体和侧板条铁素体,使针状铁素体的比例提高,获得很高的韧性。随着w(M n)/w(C)的增加,韧性有所降低,因此,合金系中须考虑到C与M n的合理配置,才可以保证高韧性的获得。

2)S、P作为杂质元素，能使焊缝金属塑韧性及抗HIC性能降低，因此焊缝中要严格控制其含量，本发明中控制在S≤0.005%、P≤0.01%。

本发明还提供了一种具有低温韧性药芯焊丝用冷轧带钢的生产方法，包括如下步骤：

1）将化学成分及质量百分比为：C，0.045-0.06％；Mn，1.4-1.5％；Si，≤0.04％；P，≤0.01％；S，≤0.005％；Als，≤0.03％，N，0.0020～0.0030%，余量为Fe及不可避免杂质的钢进行脱硫、转炉吹炼、RH真空精炼、连铸得到连铸板坯；

2）将连铸板坯加热至1230±20℃，进行热轧，终轧时的温度控制在910±20℃，并在700±20℃的温度下卷取，得热轧钢卷；

3）将热轧钢卷开卷酸洗后冷轧，冷轧压下率控制在75-80％，得冷轧钢板；

4）将冷轧钢板在780±10℃的温度范围内连续退火，快冷出口温度控制在430±10℃，退火后采用平整工艺，平整延伸率为0.9％，得到冷轧带钢。

本发明提供的具有低温韧性药芯焊丝用冷轧带钢的生产方法中，采用较高的冷轧压下率和高的退火温度，在冷轧变形后的再结晶和退火过程中利于{111}织构的形成；连续退火过程中采用平衡退火均热温度，避免晶粒过分粗大，保持一定量的碳化物析出强化晶界，同时降低快冷段出口温度，保证冷却过程中，增大细小第二相在晶界的结合力，抗二次加工脆性能力提高，平整延伸率控制在0.9%，能够消除产品的屈服平台，防止产品在冲压过程中出现吕德斯带，并提高产品的抗时效性能。

本发明提供的具有低温韧性药芯焊丝用冷轧带钢及其生产方法，通过优化成分设计，调整和优化热轧、冷轧和退火工艺参数、平整工艺参数，生产出具有低温韧性的药芯焊丝用钢。通过调整C、Mn、P、S含量在对热轧、冷轧和连续退火等工艺进行优化的基础上，所生产的冷轧退火钢板具有低温韧性，同时具有良好的成形性能。提高了产品质量，给企业带来可观的经济效益。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的具有低温韧性药芯焊丝用冷轧带钢的金相显微组织照片。

具体实施方式

本发明实施例提供的一种具有低温韧性药芯焊丝用冷轧带钢，其化学成分及质量百分比为：C，0.045-0.06％；Mn，1.4-1.5％；Si，≤0.04％；P，≤0.01％；S，≤0.005％；Als，≤0.03％，N，0.0020～0.0030％，余量为Fe及不可避免杂质。

本发明提供的一种具有低温韧性药芯焊丝用冷轧带钢的生产方法，包括如下步骤：

1）将化学成分及质量百分比为：C，0.045-0.06％；Mn，1.4-1.5％；Si，≤0.04％；P，≤0.01％；S，≤0.005％；Als，≤0.03％，N，0.0020～0.0030%，余量为Fe及不可避免杂质的钢进行脱硫、转炉吹炼、RH真空精炼、连铸得到连铸板坯；

2）将连铸板坯加热至1230±20℃，进行热轧，终轧时的温度控制在910±20℃，并在700±20℃的温度下卷取，得热轧钢卷；

3）将热轧钢卷开卷酸洗后冷轧，冷轧压下率控制在75-80％，得冷轧钢板；

4）将冷轧钢板在780±10℃的温度范围内连续退火，缓冷出口速度控制在660±10℃，快冷出口温度控制在430±10℃，过时效温度控制在370±10℃，终冷出口温度170℃，退火后采用平整工艺，平整延伸率为0.9％，得到冷轧带钢。

下面结合实施例1-5对本发明作进一步说明。

表1是实施例1-5的化学成分（质量百分比），余量为Fe及不可避免杂质。

表1

按照本发明的钢种成分的设计要求，采用铁水脱硫，转炉吹炼，RH真空精炼，连铸得到连铸板坯。

连铸板坯经过加热炉加热后，在连续热连轧轧机上轧制，并控制冷却，然后进行卷取，生产出合格的热轧钢卷。

将热轧钢卷重新开卷经过酸洗洗掉表面的氧化铁皮后，在冷连轧机上进行冷轧，控制冷轧压下率，得冷轧钢板；

将冷轧钢板在连续退火炉内连续退火，退火后采用平整工艺，平整后得到冷轧带钢。

实施例1-5在生产药芯焊丝用冷轧带钢过程中对应的相关工艺参数见表2。

表2

上述实施例1-5生产出的药芯焊丝用冷轧带钢的力学性能，如表3所示。

表3

从表3中实施例1-5得到的药芯焊丝用冷轧带钢的力学性能，可以看出，所生产的钢板具有较高的低温韧性（冲击吸收能量A_kv≥100J），低的屈服强度（ReL≤240MPa）、高延伸率（A50%≥40），高的成形性能（r值≥1.5）能够满足低温储罐（≤-30℃）及船舶用药芯焊丝钢的要求。

参见图1，从本发明实施例1提供的具有低温韧性药芯焊丝用冷轧带钢的金相显微组织照片来看，带钢金相组织为典型的铁素体等轴晶粒，晶粒度为10级，晶粒上分布着弥散的渗碳体颗粒，和少量沿晶界析出的块状珠光体。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种具有低温韧性药芯焊丝用冷轧带钢，其特征在于，其化学成分及质量百分比为：C，0.045-0.06％；Mn，1.4-1.5％；Si，≤0.04％；P，≤0.01％；S，≤0.005％；Als，≤0.03％，N，0.0020～0.0030%，余量为Fe及不可避免杂质。

2.一种权利要求1所述的具有低温韧性药芯焊丝用冷轧带钢的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）将所述化学成分及质量百分比的钢进行脱硫、转炉吹炼、RH真空精炼、连铸得到连铸板坯；

2）将连铸板坯加热至1230±20℃，进行热轧，终轧时的温度控制在910±20℃，并在700±20℃的温度下卷取，得热轧钢卷；

3）将热轧钢卷开卷酸洗后冷轧，冷轧压下率控制在75-80％，得冷轧钢板；

4）将冷轧钢板在780±10℃的温度范围内连续退火，快冷出口温度控制在430±10℃，退火后采用平整工艺，平整延伸率为0.9％，得到冷轧带钢。

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