低碳高强度(HSLC)热轧薄板的生产与研究进展.doc
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1、低碳高强度(HSLC)热轧薄板的生产与研究进展低碳高强度(HSLC)热轧薄板的生产与研究进展王中丙 柴毅忠 陈贵江 傅杰 康永林 周德光(广州珠江钢铁有限责任公司) (北京科技大学)摘要 介绍了国内外高强度钢/板的发展状况和珠钢电炉薄板坯连铸连轧工艺生产低碳高强度钢板(HSLC)的主要进展,初步分析了HSLC钢高强度化的主要成因钢水的洁净化、薄板坯连铸连轧的特殊工艺条件以及钢水中残余元素。与HSLA相比,HSLC具有塑性好、焊接性能优良、生产成本低等优点,是提高钢铁材料可竞争性及经济可持续发展的绿色材料。关键词 CSP 低碳高强度钢 低合金高强度钢THE PROGRESS OF RESEARC
2、H AND PRODUCTION ON HOT STRIPWITH HIGH STRENGTH LOW CARBON(HSLC)WANG Zhongbing CHAI Yizhong CHEN Guijiang(Guangzhou Zhujiang Iron and Steel Co., Ltd.)FU Jie KANG Yonglin ZHOU Deguang (University of Science and Technology Beijing)ABSTRACT The development on high strength steel/strip in the world is b
3、eing introduced, the progress on hot strip with HSLC in EAF-CSP process in zhujing steel is characterized, some reasons, includes clean liquid steel insurance, special process of mini mill CSP, and residential elements which increase the strength of HSLC are analyzed in this paper. Compared with HLS
4、A, HSLC becomes one of new green material which promote the competitive of steel material, because of its high yield, good welding properth and low production cost.KEY WORDS CSP, HSLC, HSLA1 热轧高强度钢(板)的用途随着我国和世界经济的发展,消费者对钢铁工业提出了越来越多的要求,与此同时,钢铁替代品的不断涌现也使得钢铁工业面临前所未有的竞争压力。钢材的高强度化成为钢铁工业近20年最具活力和创造性进展的领域,
5、一系列热轧高强度钢(板)被越来越广泛用于建筑业、制造业和加工业,特别是载重汽车、轿车、桥梁、起重机、舰船、铁路、集装箱、容器、工程机械、甚至航空航天等领域。可以预见,高强度钢的用途将越来越广泛,也越来越重要,如火车提速、汽车减重等。2 国内外高强度钢(板)的发展提高钢材强度的一般途径有:高碳、合金化、热处理等,但都各有利弊。自上世纪50年代以来,低合金高强度钢(HSLA)作为成熟的钢种,比较大量的生产和应用,并形成一系列钢号和生产标准。近年来,高强度钢的研发一直受到国内外的高度重视,不少国家,如日本,甚至将其列为国家重点研究项目,在欧洲最高级的研究项目- 尤里卡计划的新材料研究项目资助下,奥迪
6、汽车等联合研制的轻型高强度薄板可以使汽车用钢减少25%。1994年,世界18家汽车生产厂联手成立了超轻汽车钢(ULSAB)财团,支持高强度汽车用钢的研究。我国“973”计划中更是把新一代高强度钢铁材料的研究作为重大课题。俄罗斯也在重点研究高强度铁道用钢,力图在降低车厢自重的条件下,车厢载重能力由60-70t提高到100-110t。随着国内外高强度钢的不断研发,双相钢(DP)、相变诱导塑性钢(TRIP)、复相钢(CP)、贝氏体钢(B)、和马氏体钢(M)也相继投入工业化生产。各种高强度钢的强度和伸长率范围如图1所示。国际上也形成一些先进的高强度钢生产厂,以瑞典,SSAB公司为例,该公司的TUNNP
7、LAT厂2001年产钢材250万t,其中冷轧钢55万t,各种镀层板35万t,彩涂板20万t,热轧高强度板达到140万t,占其总产量的56%.在SSAB生产的高强度钢中,屈服强度范围达到:315-700MPa,该公司正在开发750和800MPa级的极高强度板(UHS)。如图2所示。但是,总的来说,在世界范围内的高强度钢领域,HSLA钢仍然是最主要的生产和应用钢种。根据最新统计,全世界HSLA钢的产量大约在8000万t左右,约占世界钢产量的10%,在工业发达国家,占钢产量的7%-15%1。1998年,我国HSLA钢的产量约为630万t2,约占钢产量的5%左右。3 珠钢低碳高强度钢(HSLC)的研究
8、和生产实践珠钢一期引进德国FUCHS150t竖式交流电炉和SMS CSP 生产线,1999年8月全线投产,二期新增意大利DANIELI 150t 预热式电炉、LF精炼炉、VOD真空处理炉、以及SMS薄板坯连铸机各1座/台。是国内唯一1条短流程CSP生产线,具有生产周期短、产品精度控制和强度控制好等一系列优点。自1999年8月一期工程投产以来,珠钢一直注重于新产品开发,特别是市场欢迎的高强度热轧板的开发,已开发出X52、SPA-H、ZJ510L、ZJ590L等一系列钢种,在热轧钢板的传统钢种领域,珠钢对应生产的ZJ330、ZJ400、ZJ470等系列钢种的普遍特点是在塑性不降低且更优的情况下、强
9、度均高于类似国标钢种,创造出一种低成本生产高强度钢的生产工艺流程,低碳高强度钢(High Strength Low Carbon)已成为珠钢产品的一个鲜明特色。在珠钢工艺条件下生产的热轧高强度钢板有别于HSLA钢,最明显的差别是低碳、合金含量低、成分设计中没有添加任何微合金元素等,目前,珠钢开发的汽车用热轧钢板,最高强度等级已经达到600MPa。将珠钢生产的这类高强度钢统一命名为低碳高强度钢,简称HSLC钢。3.1 珠钢热轧板的成分与性能特点 珠钢HSLC板性能特点如下: (1)方向异性小(如图3所示); (2)伸长率高。珠钢目前所有品种均达到国标或JIS标准对伸长率要求,大部分品种均有20%
10、以上的富余量,图4为珠钢ZJ330伸长率生产统计结果; (3)焊接性能好。在珠钢投产以来,未发生因为焊接性能不合导致的客户投诉; (4)组织均匀,晶粒细小(如图5、6所示,略); (5)强度高。表1和表2例举了C0.08%和C0.20%两组朱钢生产的钢种和类似国标牌号在成分和抗拉强度方面的比较。 从表1和表2可知,珠钢在低碳系列钢种中,强度等级高于类似国标牌号约10%以上。正因如此,加上珠钢板材薄规格的优势,不少用户用珠钢低牌号的钢种代替国标高牌号的钢种,客观上已经实现了开发高强度钢的目标。 表1 珠钢C0.08%典型钢种与类似国标钢种在成分和抗拉强度方面的比较 钢种平均b/MPaCSiMnP
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