本发明涉及炼钢技术领域，特别涉及一种降低钛微合金化高强钢加工硬化效果的冷却工艺。
背景技术：
随着微合金化技术和控冷技术的飞速发展，Ti微合金化高强钢得到了广泛的应用，其强度级别可覆盖500MPa-900MPa。Ti微合金化高强钢主要的材料特点为组织基体以细小均匀的铁素体为主，基体上分布着大量弥散细小的Ti的析出物。Ti微合金化高强钢具有较高的屈强比，一般在0.9以上。此外，Ti微合金化高强钢还有一个特点就是加工硬化效果显著，在冷变形后，材料的强度大幅提高，而塑性显著降低。国内外对此问题的研究较少。
现有技术中的冷却工艺导致钢板在冷加工变形后，加工硬化显著，强度大幅提高而塑性大幅降低。
技术实现要素：
本发明提供了一种降低钛微合金化高强钢加工硬化效果的冷却工艺，解决了或部分解决了现有技术中钢板在冷加工后，加工硬化显著，强度大幅提高而塑性大幅降低的技术问题，实现了在冷加工后，材料的加工硬化效果减弱，提高冷变形金属的塑性指标的技术效果。
本发明提供的一种降低钛微合金化高强钢加工硬化效果的冷却工艺，包括：
精轧完成后，对带钢进行空冷；所述空冷的时间为10～20s；
所述空冷结束时，所述带钢的温度为650～750℃；
所述空冷结束后，对所述带钢进行水冷至目标温度；所述目标温度为610～640℃。
作为优选，所述带钢的化学成分包括：以质量百分比计，C：0.04～0.12％、Si：0.03～0.50％、Mn：0.5～2.0％、Mo：0～0.5％、V：0～0.1％、Ti：0.07～0.15％、Nb：0～0.09％。
作为优选，通过屏蔽轧制产线的前段层流冷却水，完成所述空冷。
作为优选，所述水冷的方式为：对所述带钢进行一段式或多段式冷却。
作为优选，所述水冷结束后，所述带钢的强度达到500MPa-900MPa。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
由于采用了在带钢热轧板卷的生产过程中精轧与水冷过程之间设置空冷工艺，并合理设置空冷的时间和空冷结束温度，使带钢得到最终理想的均匀铁素体组织状态；通过合理设置水冷的目标温度，对材料最终的位错状态具有减少的作用，有利于降低钢板冷变形加工硬化率。这样，有效解决了现有技术中钢板在冷加工后，加工硬化显著，强度大幅提高而塑性大幅降低的技术问题，实现了在冷加工后，材料的加工硬化效果减弱，提高冷变形金属的塑性指标的技术效果。
附图说明
图1为本发明实施例提供的降低钛微合金化高强钢加工硬化效果的冷却工艺的流程图。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种降低钛微合金化高强钢加工硬化效果的冷却工艺，解决了或部分解决了现有技术中钢板在冷加工后，加工硬化显著，强度大幅提高而塑性大幅降低的技术问题，通过在带钢热轧板卷的生产过程中精轧与水冷过程之间设置空冷工艺，并合理设置空冷的时间和空冷结束温度，以及合理设置水冷的目标温度；实现了在冷加工后，材料的加工硬化效果减弱，提高冷变形金属的塑性指标的技术效果。
参见附图1，本发明提供的一种降低钛微合金化高强钢加工硬化效果的冷却工艺，包括以下步骤：
S1：精轧完成后，对带钢进行空冷；空冷的时间为10～20s；可采用屏蔽前段层流冷却水实现，通过控制屏蔽冷却水的组数实现空冷时间的保证。精轧后对带钢进行空冷的目的，一方面是让轧制的形变位错进行回复，减少高温位错保留至最终产品的数量；同时可增加高温形变诱导析出，高温析出的增加将减少冷却和卷取后低温析出的量，即可控制热轧态强度及减少细小析出物比例；此外，由于精轧后没有立即进行水冷，轧制变形带形核点减少，相变后铁素体组织的各向异性减弱。
采用10-20秒的空冷时间，是通过大量实验数据而获得，有利于得到较为均匀的铁素体晶粒，避免铁素体晶粒沿轧制方向严重拉长，同时会得到较多的高温析出物。如果空冷时间小于10秒，对组织和析出的控制达不到理想状态，对后续冷变形加工硬化率的降低效果不显著；而空冷时间超过20秒，由于高温析出过多造成低温纳米级析出过少，同时晶粒过分粗化，导致材料强度大幅下降，存在达不到技术标准风险。
S2：空冷结束时，带钢的温度为650～750℃；通过大量实验研究，才此温度范围内开始水冷，可以得到最终理想的均匀铁素体组织状态。如果开始冷却温度过高，超过750℃，对组织和析出的控制达不到理想状态，对后续冷变形加工硬化率的降低效果不显著；而如果开始冷却温度过低，低于650℃，对于部分成分的高Ti钢，可能发生相变或出现珠光体组织，影响最终材料力学性能。
S3：空冷结束后，对带钢进行水冷至目标温度；目标温度为610～640℃。设定该范围的目标温度，一方面是为了得到均匀的铁素体组织，同时可以得到一定量的纳米级析出物，提高材料的强度。而采用较高的终冷温度，对材料最终的位错状态具有减少的作用，有利于降低钢板冷变形加工硬化率。
该带钢的目标组织状态为铁素体，钢中存在大量Ti的析出物，依靠细晶强化和析出强化提高材料的强度。该冷却工艺为：在热轧板卷的生产过程中精轧与水冷过程之间设置空冷工艺，并合理设置空冷的时间和空冷结束温度，使带钢得到最终理想的均匀铁素体组织状态；通过合理设置水冷的目标温度，对材料最终的位错状态具有减少的作用，有利于降低钢板冷变形加工硬化率。
该冷却工艺适合整个低钛微合金化高强钢体系的钢种，作为一种优选的实施例，带钢的化学成分包括：以质量百分比计，C：0.04～0.12％、Si：0.03～0.50％、Mn：0.5～2.0％、Mo：0～0.5％、V：0～0.1％、Ti：0.07～0.15％、Nb：0～0.09％。
进一步的，通过屏蔽轧制产线的前段层流冷却水，完成空冷。水冷的方式为：对所述带钢进行一段式或多段式冷却，即将整个卷板不间断的完成水冷过程，或者将整个卷板分成若干段，分别进行水冷。水冷结束后，所述带钢的强度达到500MPa-900MPa。
下面结合表格和实施例对本发明提供的降低钛微合金化高强钢加工硬化效果的冷却工艺进行详细描述：
试验选择六组成分体系的带钢进行对比。
各组带钢的化学成分(按重量百分比计)见表1
表1
对以上六种成分体系的Ti微合金化高强钢分别进行常规工艺前段冷却工艺及本发明工艺轧后空冷工艺进行钢板的生产，具体试验工艺见表2：
表2
对试验钢生产的钢板进行冷变形，采用的冷变形试验方法为将带钢连续辊压成形制成圆管，后压扁成方管，塑性变形率约为3％。在方管纵向取拉伸试样，对比各成分两种工艺生产的材料在冷变形后的加工硬化效果，重点进行强度和延伸率指标的对比。对比结果见表3：
表3
从以上实施例可以得出，采用发明工艺生产的Ti微合金化高强钢，相比于常规工艺，在冷变形后强度上升幅度小，并且延伸率指标下降幅度较小，说明加工硬化效果相比于常规工艺产品有明显降低。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
由于采用了在带钢热轧板卷的生产过程中精轧与水冷过程之间设置空冷工艺，并合理设置空冷的时间和空冷结束温度，使带钢得到最终理想的均匀铁素体组织状态；通过合理设置水冷的目标温度，对材料最终的位错状态具有减少的作用，有利于降低钢板冷变形加工硬化率。这样，有效解决了现有技术中钢板在冷加工后，加工硬化显著，强度大幅提高而塑性大幅降低的技术问题，实现了在冷加工后，材料的加工硬化效果减弱，提高冷变形金属的塑性指标的技术效果。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。