專利名稱：一種易成型高強度中厚鋼板的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煉鋼技術(shù)，是一種易成型高強中厚鋼板的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
隨著冶金工業(yè)的發(fā)展，屈服550MPa以上高強鋼板的生產(chǎn)發(fā)生了巨大的變革，從傳統(tǒng)的再加熱淬火+回火(即RQ+T)工藝發(fā)展到TMCP、TMCP+T、DQ+T、Q+P、Q+P+T，特別是近幾年軋后在線直接淬火((Direct Quenching,簡稱DQ))工藝獲得了長足的進步，廣泛用于高強鋼板的生產(chǎn)?，F(xiàn)在DQ工藝生產(chǎn)的高強度結(jié)構(gòu)鋼較其他工藝生產(chǎn)的高強度結(jié)構(gòu)鋼，在力學(xué)性能相當(dāng)?shù)那闆r下可大幅度減少合金元素含量而降低碳當(dāng)量，改善焊接等工藝性能，收到高效、節(jié)材、節(jié)能和降耗的多重效果；在大致相同成分的情況下，與其他工藝相比鋼板強度更高、塑性及韌性更好，常規(guī)檢驗均能滿足交貨技術(shù)條件的要求。但是在實際使用中，鋼板的屈強比高，特別是鋼板冷彎開裂導(dǎo)致成型性能差，用戶大量提出質(zhì)量異議，拒絕使用DQ生產(chǎn)的高強度結(jié)構(gòu)鋼板。仔細(xì)分析發(fā)現(xiàn)，DQ工藝生產(chǎn)的高強度鋼板位錯密度高、屈服強度高，導(dǎo)致屈強比高。交貨要求冷彎性能檢驗為窄冷彎試樣，而用戶實際使用的要求是冷彎成型為寬冷彎；鋼板拉伸檢驗時發(fā)現(xiàn)均勻延伸低，拉伸斷口為韌性斷裂確但存在分層，同時分層面是典型的脆性斷裂。低屈強比Q550F中厚高強鋼板交貨技術(shù)條件:化學(xué)成分要求如表1，根據(jù)需要生產(chǎn)廠可添加其中一種或幾種合金元素，最大值應(yīng)符合表中規(guī)定，其含量應(yīng)在質(zhì)量證明書中報告，鋼中至少應(yīng)添加Nb、T1 、V、Al中的一種細(xì)化晶粒元素，其中至少一種元素的最小量為0.015% (對于Al為Als)，也可用Alt替代Als，此時最小量為0.018%,CEV= C + Mn/6 +(Cr + Mo + V) /5 + (Ni + Cu) /15 ;力學(xué)性能要求如表2，拉伸試驗適用于橫向試樣，沖擊試驗適用于縱向試樣，當(dāng)屈服現(xiàn)象不明顯時，采用Rpa 2。表I厚度彡50mm Q550F鋼化學(xué)成分要求(%)
^C^I Si I In I P I^S^I Cu I Cr^| Ni [ Mo |^B^|^^| Nb | Ti |CE ;| Pcm
不大于
0.20 丨 0.80 丨 1.TO 丨0.020 丨 0.010 丨 1150 I 1.50 丨 2'00 丨 0.TrO 丨 0.0050 丨 0.12 丨 0.06 丨 0.05 丨 0』5 丨 0.20
表2厚度彡50mm Q550F鋼力學(xué)性能要求
__拉伸試驗沖擊試驗
^屈服強度抗拉強度^斷后伸長率沖擊R收能重(縱向)
ReH/MPa Em/MPa Α/% _6θ KV2/J >550__640^820__16__34_
DQ工藝生產(chǎn)高強鋼板專利如中國專利申請200910046581.1 “一種超細(xì)晶貝氏體高強鋼及其制造方法”，201010101815.0 “一種低成本屈服強度700MPa非調(diào)質(zhì)處理高強度鋼板及其制造方法”，201210011762.2 “低屈強比易焊接高強鋼板及其制備工藝”，201110181602.8 “采用直接淬火工藝生產(chǎn)石油儲罐鋼板的方法”。其中前三項為TMCP工藝生產(chǎn)高強鋼板，后一項采用的是DQ+T工藝生產(chǎn)高強鋼板，但是鋼板成分中含有B導(dǎo)致鋼板屈強比高、鋼板均勻延伸率低、冷彎成型開裂?？傊瑐鹘y(tǒng)的直接淬火+回火工藝(DQ+T)生產(chǎn)的高強度鋼板有如下缺點:鋼板成分中均含有B元素，鋼板淬透性好，生產(chǎn)出鋼板強度高、沖擊高、延伸率較高，但是均勻延伸
<7%、鋼板屈強比> 0.96 ;鋼板屈強比高，難以滿足有關(guān)設(shè)計的實際使用要求；鋼板均勻延伸低，鋼板拉伸試驗時斷口出現(xiàn)分層現(xiàn)象，用戶認(rèn)為是鋼板存在分層現(xiàn)象；鋼板按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定取樣檢驗冷彎合格，但是寬冷彎及實際鋼板彎曲大部分開裂，即冷彎成型性能差；鋼板軋后傳統(tǒng)DQ工藝中冷卻速度> 35°C /s，導(dǎo)致屈強比不受控制。

發(fā)明內(nèi)容
本專利旨有提供一種易成型高強中厚鋼板的生產(chǎn)方法，生產(chǎn)厚度為8 40mm易成型、易焊接、低屈強比Q550F中厚高強鋼板，滿足工程機械、礦用機械等制造行業(yè)的需求。本發(fā)明的技術(shù)方案:
一種易成型高強中厚鋼板的生產(chǎn)方法，其工藝步驟為轉(zhuǎn)爐煉鋼一鋼包爐精煉一真空處理一連鑄一加熱一軋制一預(yù)矯直一在線淬火一回火熱處理。其特征在于:
鋼的質(zhì)量百分組成為:c=0.07 0.10，Si=0.30 0.45，Mn=L 45 1.55，P ≤ 0.015，S ≤ 0.005，Nb+V+ Ti ≤ 0.10，Cr+ Mo ≤ 0.3，Alt ≥ 0.020，Pcm ≤ 0.21。主要工藝步驟為:
a.轉(zhuǎn)爐煉鋼:鐵水硫含量控制在S≤0.020%，溫度≥ 1250°C，鐵水入轉(zhuǎn)爐前將渣扒干凈；轉(zhuǎn)爐終點控制目標(biāo)為C-T協(xié)調(diào)出鋼P≤0.015%，S≤0.020% ;擋渣出鋼渣厚≤50mm,出鋼時間4 7min ;出鋼1/5加入合金，出鋼2/5加完合金；出鋼后打入Al線不少于250 300m脫氧。b.鋼包爐精煉:LF爐控制鋼水通電時間≥ 20min,總吹氬時間> 40分鐘，白渣保持時間≥15min ;喂Al線調(diào)Alt,鋼水出站定氧≤5ppm ；出站時喂SiCa線或FeCa線40(T700m，出站前對鋼水進行軟吹氬操作，軟吹氬時間應(yīng)大于5min ；VD爐控制鋼水進VD爐全程吹氬，總吹氬時間≥35分鐘；抽真空目標(biāo)0.5 tor以下，保持時間不小于15min ;鋼水出VD爐前軟吹大于12分鐘，出站上連鑄臺溫度1555 1565°C。c.連鑄:鋼水過熱度小于15°C，液相線溫度1518°C，中包溫度1528 1533°C ;鑄坯厚度 180 mm、220mm、260mm、300mm 的最大拉速分別為為 1.3 m/min、1.1 m/min、0.9 m/min、
0.75 m/min.。d.軋制:加熱爐加熱段溫度1200 1220°C，均熱段溫度1180 1200°C，板坯采用熱裝爐加熱，加熱速度6 lOmin/cm ;粗乳I階段開軋溫度≥1050°C，終軋溫度≥980°C，中間坯厚度大于等于3倍成品厚度I隊段軋制采用大壓下制度，保證展寬后有連續(xù)2道次壓下率> 15% ;精軋II階段開軋溫度885 KKKTC，終軋溫度84(T920°C，精軋前幾個道次壓下率≥13%。e.在線淬火:開冷溫度≥800°C，終冷溫度≤350°C，冷速20 28°C /s。f.回火熱處理:回火溫度52(T540°C，回火時間為(板厚+5(T60)min，空冷。
本發(fā)明專利具備易成型的高強鋼板特點，組織為回火板條貝氏體+回火針狀鐵素體+少量回火粒狀貝氏體。其技術(shù)原理是控制在線淬火的冷卻速度，降低在線淬火后鋼板的位錯密度，從而降低屈服強度、降低鋼板的屈強比；鋼中不添加B元素提高鋼板淬火后針狀鐵素體的含量，從而大幅度提高鋼板形變時的均勻延伸；均勻延伸的提高及位錯密度降低減少了鋼板在冷彎成型時橫向開裂的可能；Pcm0.21%以下的成分設(shè)計，提高了鋼板的焊接性能，該鋼板在不預(yù)熱及低預(yù)熱的條件下可正常焊接；熱鑄坯直裝及在線淬火降低了加熱的燃料消耗；合金的大幅度降低、離線淬火工藝路線的去除、熱鑄坯的直接裝爐等措施，極大地降低了鋼板的生產(chǎn)成本。因此，與現(xiàn)有DQ工藝生產(chǎn)的高強鋼技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:鋼板200mm寬冷彎完好，鋼板實物冷彎性能滿足用戶易成型的要求；鋼板屈強比小于0.92，均勻延伸率大于8%，滿足相關(guān)設(shè)計的使用要求；強塑積提高35%以上，提高了高強鋼板抵抗動態(tài)載荷作用能力，提升了設(shè)備的安全性；連鑄坯的熱裝及在線淬火降低了生產(chǎn)成本；Pcm0.21%以下的成分設(shè)計，提高了高強鋼板的焊接性能。


圖1、圖2分別為本發(fā)明方法生產(chǎn)的Q550F鋼金相組織圖、拉伸曲線圖。
具體實施例方式實施例1:40mmQ550F鋼板生產(chǎn)方法 鋼的化學(xué)組成如表3。 表3 40mmQ550F鋼板成分實績(％)
權(quán)利要求
1.一種易成型高強中厚鋼板的生產(chǎn)方法，工藝步驟為轉(zhuǎn)爐煉鋼一鋼包爐精煉一真空處理一連鑄一加熱一軋制一預(yù)矯直一在線淬火一回火熱處理，其特征在于: 鋼的質(zhì)量百分組成為 C=0.07 0.10，Si=0.30 0.45，Mn=L 45 1.55，P ≤ 0.015，S ≤ 0.005，Nb+V+ Ti ≤ 0.10，Cr+ Mo ≤ 0.3，Alt ≥ 0.020，Pcm ≤ 0.21 ； 主要工藝步驟為: a.轉(zhuǎn)爐煉鋼:鐵水硫含量控制在S≤0.020%,溫度≥ 12500C，鐵水入轉(zhuǎn)爐前將渣扒干凈；轉(zhuǎn)爐終點控制目標(biāo)為C-T協(xié)調(diào)出鋼P≤0.015%，S≤0.020% ;擋渣出鋼渣厚≤50mm,出鋼時間Γ7π η ;出鋼1/5加入合金，出鋼2/5加完合金；出鋼后打入Al線不少于250 300m脫氧； b.鋼包爐精煉:LF爐控制鋼水通電時間≥20min,總吹氬時間≥ 40分鐘，白渣保持時間> 15min ;喂Al線調(diào)Alt,鋼水出站定氧≤ 5ppm ;出站時喂SiCa線或FeCa線400 700m,出站前對鋼水進行軟吹IS操作，軟吹IS時間應(yīng)大于5min ；VD爐控制鋼水進VD爐全程吹気，總吹氬時間≥35分鐘；抽真空目標(biāo)0.5 tor以下，保持時間不小于15min ;鋼水出VD爐前軟吹大于12分鐘，出站上連鑄臺溫度1555 1565°C ； c.連鑄:鋼水過熱度小于15°C，液相線溫度1518°C，中包溫度1528 1533°C;鑄坯厚度.180 mm、220mm、260mm、300mm 的最大拉速分別為為 1.3 m/min、 1.1 m/min、0.9 m/min、0.75m/min.； d.軋制:加熱爐加熱段溫度1200 1220°C,均熱段溫度.1180 1200 °C，板坯采用熱裝爐加熱，加熱速度6 lOmin/cm;粗軋I階段開軋溫度≥1050°C，終軋溫度≥980°C，中間坯厚度大于等于3倍成品厚度,I階段軋制采用大壓下制度，展寬后有連續(xù)2道次壓下率≥15% ;精軋II階段開軋溫度885 1000°C，終軋溫度84(T920°C，精軋前幾個道次壓下率≥13% ； e.在線淬火:開冷溫度≥800°C，終冷溫度≤350°C，冷速20 28°C/s ； f.回火熱處理:回火溫度52(T540°C，回火時間為(板厚+5(T60)min，空冷。
全文摘要
一種易成型高強中厚鋼板的生產(chǎn)方法，工藝步驟為轉(zhuǎn)爐煉鋼→鋼包爐精煉→真空處理→連鑄→加熱→軋制→預(yù)矯直→在線淬火→回火熱處理鋼的質(zhì)量百分組成為C=0.07～0.10，Si=0.30～0.45，Mn=1.45～1.55，P≤0.015，S≤0.005，Nb+V+Ti≤0.10，Cr+Mo≤0.3，Alt≥0.020，Pcm≤0.21。本方法生產(chǎn)的Q550F鋼板200mm寬冷彎完好，鋼板實物冷彎性能滿足用戶易成型的要求；鋼板屈強比小于0.92，均勻延伸率大于8%，滿足相關(guān)設(shè)計的使用要求；強塑積提高35%以上，提高了高強鋼板抵抗動態(tài)載荷作用能力，提升了設(shè)備的安全性；連鑄坯的熱裝及在線淬火降低了生產(chǎn)成本；Pcm0.21%以下的成分設(shè)計，提高了高強鋼板的焊接性能。
文檔編號C22C38/24GK103225041SQ20131017390
公開日2013年7月31日 申請日期2013年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月13日
發(fā)明者楊云清, 曹志強, 劉建兵, 吳清明, 杜江, 王東梅, 李玉路, 張青學(xué), 蔣凌峰, 田勇, 譚小斌, 高海亮 申請人:湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司