一種厚度為25mm的低碳貝氏體鋼板的熱矯直方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種厚度為25_的低碳貝氏體鋼板的熱矯直方法，屬熱乳板材矯直工藝技術領域。
【背景技術】
[0002]低碳貝氏體鋼是一種高強度、高韌性、易于焊接的新型鋼種，其室溫屈服強度通常為550?850MPa。在世界范圍內，具有優(yōu)良焊接性能的低碳貝氏體鋼板具有用量大、用途多等特點，尤其是以厚度規(guī)格為25mm的低碳貝氏體鋼鋼板，可以通過裁剪、彎曲、沖壓及焊接等工藝被制成各種力學性能較高的制品和構件，因此應用范圍十分廣泛，在中厚板產品市場上占有極高的份額。該厚度規(guī)格的鋼種屬于微合金化鋼，其強化方式主要為沉淀強化，為確保該類鋼種產品的力學性能滿足國標的要求，需要在相關生產工藝中加入直接淬火(DQ)工藝和加速冷卻(ACC)工藝，通常該鋼種鋼板在經(jīng)過上述冷卻工藝后，受基體內部組織相變的影響，其內部會產生巨大的殘余應力，導致鋼板嚴重瓢曲變形，從而影響最終產品的板形效果。為改善板形，生產現(xiàn)場最常見的做法是:在ACC冷卻段的后面布置一臺輥式熱矯直機，實現(xiàn)對鋼板的矯直。其工作原理是:矯直機采用上排矯直輥整體傾斜式調整方式，即:矯直機上排的各根矯直輥為剛性連接。在調整矯直輥縫時，每根輥的輥縫不能進行單獨調整，只能通過調整矯直機的進、出口輥縫，實現(xiàn)上排各根輥的聯(lián)動。鋼板在通過交錯排列的矯直輥輥系時經(jīng)過反復彎曲，使其表面發(fā)生塑性變形，中心發(fā)生彈性變形，從而充分釋放出其內部的殘余應力，在這個過程中板材的初始缺陷逐漸減小，曲率逐漸收斂，最后達到鋼板平整的效果。東北大學教授崔甫在《矯直原理與矯直機械》一書中提出當彎曲條材的彈塑性變形深度達到全斷面高度的80%后不產生裂紋，任何金屬條材都可以得到矯直?！币虼?，鋼板被矯直的前提就是確保板材厚度方向上發(fā)生塑性變形的區(qū)域達到全斷面厚度的80%以上。
[0003]生產現(xiàn)場通常以調整矯直機進、出口輥縫的方式來實現(xiàn)對厚度規(guī)格為25mm的低碳貝氏體鋼板的矯直。其主要工作過程是:當鋼板從一側方向進入矯直機時，矯直機進、出口輥縫按照計算機控制系統(tǒng)中的設定值進行調整；當鋼板尾部出矯直機后，計算機控制系統(tǒng)再次對矯直機輥縫大小進行調整，將原來的出口輥縫值調整為入口輥縫值，將原來的入口輥縫值調整為出口輥縫值，同時輸送輥反轉，重新對鋼板進行矯直。待鋼板出矯直機后，計算機控制系統(tǒng)再次對矯直機的進、出口輥縫值進行對調調整，并重新矯直鋼板。如此往復5?7次，最終完成對鋼板的矯直，且在整個矯直過程中，鋼板在矯直機內的速率未發(fā)生改變。此種矯直方式過于依賴對矯直機輥縫的調整，在其相關工藝的實施過程中，往往容易產生以下問題:(1)當矯直輥縫被調整的過大時，鋼板厚度方向上發(fā)生塑性變形的區(qū)域不能達到全斷面厚度的80%以上，則即使經(jīng)過多次的矯直，鋼板內部的殘余應力也不能被有效釋放，即使鋼板被暫時被矯平了，但鋼板在冷床上放置過程中，受進一步降溫的影響，鋼板內部組織會繼續(xù)相變，鋼板內部的殘余應力會繼續(xù)疊加，待疊加到一定程度時，會導致鋼板重新發(fā)生瓢曲。(2)當矯直輥縫被調整的過小時，盡管更容易擴大鋼板沿厚度方向上的塑性變形區(qū)域，但矯直機負荷也會相應提升，從而容易導致設備的損壞。此外，過小的矯直輥縫還會過分減小鋼板厚度方向上的彈性變形區(qū)域，從而惡化鋼板的矯直效果，直接導致鋼板報廢。
[0004]針對上述問題，有些企業(yè)提出通過采取提高矯直過程中鋼板表面溫度并采用較小矯直輥縫的方法來解決上述問題。盡管這種方式能夠降低低碳貝氏體鋼的變形抗力，使得鋼板能夠因更容易發(fā)生塑性變形而被矯直，而且矯直機的載荷也能夠得到較大幅度的降低，但同時低碳貝氏體鋼的力學性能也會因鋼中微合金元素碳、氮化合物的無法有效析出而大幅度下降，即使能夠通過提高鋼中化學元素的含量彌補該鋼種原先所損失的力學性能，但其生產成本也會大幅度提升，因此該方法并不適用于目前這種以追求產品性能和成本雙贏為目的的生產模式。
[0005]因此，開發(fā)一種既能夠確保板材厚度方向上發(fā)生塑性變形的區(qū)域達到全斷面厚度的80%以上，從而確保鋼板能夠被有效矯直，又能夠確保矯直機設備的安全，同時還能夠確保低碳貝氏體鋼力學性能不受損失的新方法，對于有效提升厚度規(guī)格為25mm的低碳貝氏體鋼板板形，確保最終產品質量滿足用戶的要求具有十分重要的意義。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種厚度為25mm的低碳貝氏體鋼板的熱矯直方法，將矯直工藝分為預矯直和主矯直兩個階段，通過對兩個階段輥縫和矯直速度的設置確保在矯直機設備安全的前提下，將鋼板塑性變形區(qū)域占鋼板厚度的比例有效控制在80%?85%的范圍內，從而使厚度為25mm的低碳貝氏體鋼板的板形合格率有效控制在95%以上，從而解決【背景技術】缺陷。
[0007]解決上述技術問題的技術方案是:
一種厚度為25mm的低碳貝氏體鋼板的熱矯直方法，包括預矯直和主矯直兩個階段；在預矯直階段，入口棍縫設定為21.5 mm?23.5mm，出口棍縫設定為24.0 mm?25.0mm，矯直速度為1.1 m/s?1.3m/s ;在主矯直階段，入口棍縫設定為20.0 mm?21.0mm，出口棍縫設定為23.5 mm?24.5mm，矯直速度為0.8 m/s?1.0m/s。
[0008]上述的一種厚度為25mm的低碳貝氏體鋼板的熱矯直方法，所述主矯直階段矯直機的進、出口輥縫設定值之間相差2.5mm?3.5mm ;所述預矯直階段對鋼板進行2~3次矯直，所述主矯直階段對鋼板進行1~2次矯直。
[0009]上述的一種厚度為25mm的低碳貝氏體鋼板的熱矯直方法，矯直機采用9輥平輥式矯直機；低碳貝氏體鋼板在矯直前的表面溫度控制在370°C?410°C。
[0010]本發(fā)明為確保鋼板的最終板形滿足國家標準對厚度規(guī)格為25mm的高強鋼板平制度的要求，采用9輥平輥式矯直機設備，充分利用矯直機輥縫和矯直速度對低碳貝氏體鋼板沿厚度方向上發(fā)生塑性變形區(qū)域的共同影響，將矯直工藝分為預矯直和主矯直兩個階段，在預矯直階段，采用“大矯直輥縫、高矯直速度”的模式，其目的就是在確保生產節(jié)奏的前提下，對已發(fā)生瓢曲的鋼板進行初步平整，為后面的主矯直階段打下基礎；在該工藝參數(shù)下，往復矯直鋼板2~3次，從而在初步將鋼板矯直平整的前提下，加快生產節(jié)奏；在主矯直階段，采用“小矯直輥縫、低矯直速度”的模式，在該工藝參數(shù)下，再矯直1~2次，從而徹底將低碳貝氏體鋼板矯直平整，確保低碳貝氏體鋼板沿厚度方向上塑性變形區(qū)域占鋼板厚度的比例達到80%?85%范圍內的同時，有效降低矯直機的負荷，確保該設備的正常運行。
[0011]本發(fā)明的有益效果為:
本發(fā)明使矯直機各矯直輥的矯直力下降了 20%?30%以上，從而能夠在大幅度降低矯直載荷，確保矯直機設備安全生產的前提下，有效提高低碳貝氏體鋼板厚度方向上的塑性變形區(qū)域，并將塑性變形區(qū)域占鋼板厚度的比例有效控制在80%?85%的合理范圍內，從而使厚度規(guī)格為25mm的低碳貝氏體鋼板的平直度能夠被有效控制在3.5mm/m?5.5mm/m范圍內，板形合格率有效控制在95%以上。此外，由于矯直次數(shù)的有效減少，導致鋼板的總矯直時間比原有方式的總矯直時間下降了 15%?30%，從而該類鋼板的生產效率也得到了較大幅度的提升，每年可多創(chuàng)造經(jīng)濟效益1000余萬元。
【具體實施方式】
[0012]本發(fā)明一種厚度為25mm的低碳貝氏體鋼板的熱矯直方法，采用9輥平輥式矯直機，低碳貝氏體鋼板在矯直前的表面溫度控制在370°C?410°C ;矯直過程包括預矯直和主矯直兩個階段；在預矯直階段，入口輥縫設定為21.5 mm?23.5mm，出口輥縫設定為24.0mm?25.0mm，矯直速度為1.1 m/s?1.3m/s，在該工藝參數(shù)條件下對鋼板進行2~3次矯直；在主矯直階段，入口棍縫設定為20.0 mm?21.0mm，出口棍縫設定為23.5 mm?24.5mm，保證矯直機的進、出口棍縫設定值之間相差2.5mm?3.5mm,矯直速度為0.8 m/s?1.0m/s,在該工藝參數(shù)條件下對鋼板進行1~2次矯直。
[0013]本發(fā)明為確保鋼板的最終板形滿足國家標準對厚度規(guī)格為25mm的高強鋼板平制度的要求，采用9輥平輥式矯直機設備，充分利用矯直機輥縫和矯直速度對低碳貝氏體鋼板沿厚度方向上發(fā)生塑性變形區(qū)域的共同影響，將矯直工藝分為預矯直和主矯直兩個階段，在預矯直階段，采用“大矯直輥縫、高矯直速度”的模式，其目的就是在確保生產節(jié)奏的前提下，對已發(fā)生瓢曲的鋼板進行初步平整，為后面的主矯直階段打下基礎；在該工藝參數(shù)下，往復矯直鋼板兩次，從而在初步將鋼板矯直平整的前提下，加快生產節(jié)奏；在主矯直階段，采用“小矯直輥縫、低矯直速度”的模式，在該工藝參數(shù)下，再矯直I次，從而徹底將低碳貝氏體鋼板矯直平整，確保低碳貝氏體鋼板沿厚度方向上塑性變形區(qū)域占鋼板厚度的比例達到80%?85%范圍內的同時，有效降低矯直機的負荷，確保該設備的正常運行。
[0014]下面以低碳貝氏體鋼系列中具有代表性的Q55