專利名稱：：一種改善的700MPa級高強(qiáng)耐候鋼及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于高強(qiáng)耐候鋼生產(chǎn)
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種改善的700MPa高強(qiáng)耐候鋼及其制備方法。
背景技術(shù)：
：700MPa級高強(qiáng)耐候鋼的屈服強(qiáng)度高出345MPa級普通耐候鋼一倍，是高強(qiáng)耐候鋼中強(qiáng)度級別最高的產(chǎn)品。耐候鋼的強(qiáng)度翻番后，能夠顯著降低特種運(yùn)輸設(shè)備和集裝箱的結(jié)構(gòu)部件厚度，同時保證設(shè)備的使用安全性和承載能力，降低制造成本，提高運(yùn)輸效率，因此得到廣泛地應(yīng)用。本專利申請人廣州珠江鋼鐵有限責(zé)任公司的研究者經(jīng)過幾年的研制，發(fā)明了申請?zhí)枮?00610123458.1的一種基于薄板坯連鑄連軋流程采用Ti微合金化技術(shù)生產(chǎn)出700MPa級高強(qiáng)耐候鋼的方法。該專利申請公開了實(shí)現(xiàn)屈服強(qiáng)度超過700MPa的主要原理在于控制低溫巻取過程中TiC納米析出物的大量形成，通過TiC的析出強(qiáng)化作用提高強(qiáng)度。但是利用析出強(qiáng)化提高強(qiáng)度，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)鋼材的強(qiáng)度翻番，但鋼材的沖擊韌性會明顯下降，特別是低溫沖擊性能-20^半尺寸試樣(5*10*55mm)沖擊吸收功Akv只有20~22J。隨著產(chǎn)品厚度尺寸的增加，脆性越明顯，因此厚規(guī)格700MPa級高強(qiáng)耐候鋼的實(shí)際應(yīng)用受到很大限制，說明該項技術(shù)使原來屈服強(qiáng)度345MPa級耐候鋼提高到700MPa級高強(qiáng)耐候鋼的工藝條件有待進(jìn)一步的研究，改善沖擊韌性。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題之一是提供一種改善的700MPa級高強(qiáng)耐候鋼，該改善的700MPa級高強(qiáng)耐候鋼屈服強(qiáng)度超過700MPa，同時具有良好的韌性，特別是在低溫-20'C條件下仍然具有高的沖擊功。解決本發(fā)明的上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下一種改善的700MPa級高強(qiáng)耐候鋼，采用薄板坯連鑄連軋流程制備而成，制備該高強(qiáng)耐候鋼的精煉后鋼水的主要化學(xué)成分為C:0.030.07wt.。/。、Si:<0.3wt%、Mm1.51~2.10wt.%、P50.02wt.%、SS0.008wt.%、Cu:0.2~0.4wt.%、Cr:0.4~0.7wt.%、Ni:0.10~0.35wt.%、Ti:0.08~0.14wt.%、N:^0.008wt.%，其余為Fe和不可避免的殘余元素。本發(fā)明的另一需要解決的技術(shù)問題是提供一種制備上述改善的700MPa級高強(qiáng)耐候鋼的方法。解決本發(fā)明的上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下一種制備上述改善的700MPa級高強(qiáng)耐候鋼的方法，包括以下步驟(1)采用薄板坯連鑄連軋流程，主要包括如下電爐或轉(zhuǎn)爐冶煉、精煉、薄板坯連鑄、連鑄坯均熱、均熱、熱連軋、層流冷卻、巻取，其中，調(diào)制精煉后鋼水的主要化學(xué)成分為C:0.03~0.07wt%、Si:<0.3wt.%、Mn:1.51~2.10wt.%、P^0.02wt.%、S^0.008wt.%、Cu:0.2-0.4wt.%、Cr:0.4~0.7wt.%、Ni:0.10-0.35wt.%、Ti:0.08~0.14wt.%、N:S0.008wt.%，其余為Fe和不可避免的殘余元素；(2)薄板坯連鑄連軋流程工藝參數(shù)為鑄坯入爐溫度卯0100(TC、出爐溫度1100118(rC、終軋溫度880930。C、巻取溫度580630'C。本發(fā)明與已知技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果(1)通過控制鋼水中的N^O.008wt.%，減少薄板坯連鑄過程中Ti與N在液態(tài)鋼水中的析出，能夠降低尺寸粗大的TiN析出物對700MPa級高強(qiáng)耐候鋼韌性的破壞作用。同時，Ti與N結(jié)合的質(zhì)量比例是3.42:1，TiN的液析會消耗鋼中固溶的Ti，也將降低巻取過程屮能夠與C結(jié)合的Ti的數(shù)量，從而降低TiC的析出數(shù)量，最終降低TiC的強(qiáng)化作用。因此，控制N^).008wt.%，不僅改善韌性，同時有利于保證鋼的強(qiáng)度。(2)經(jīng)過大量研究發(fā)現(xiàn)，控制鋼水中Si<0.30wt.%，能夠提高-20'C沖擊功IOJ。Si是典型的強(qiáng)化元素，但是Si固溶量過高會降低韌性，S&0.30wty。時700MPa高強(qiáng)耐候鋼-20'C半尺寸試樣(5*10*55mm)沖擊功低于20J。(3)控制鋼水中Mn:1.51~2.10wt.%，同時采用軋后快速冷卻，調(diào)整冷速20~50°C/s，能夠細(xì)化鐵素體組織，同時引入適量的針狀鐵素體組織。組織細(xì)化是唯一能夠提高強(qiáng)度的同時提高鋼的韌性的措施，針狀鐵素體的存在也可以提高韌性，特別是低溫韌性得到改善。綜上所述，基于本發(fā)明中的化學(xué)成分設(shè)計和合理的工藝條件，使本發(fā)明改善700MPa級高強(qiáng)耐候鋼的強(qiáng)度和韌性得到合理的匹配，綜合性能如下屈服強(qiáng)度^700MPa，抗拉強(qiáng)度S750MPa，延伸率^14%，-20°<:半尺寸試樣(5*10*55mm)沖擊吸收功Akv^33J。具體實(shí)施例方式以下列舉具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行說明。需要指出的是，實(shí)施例只用于對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，不代表本發(fā)明的保護(hù)范圍，其他人根據(jù)本發(fā)明做出的非本質(zhì)的修改和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。根據(jù)本發(fā)明設(shè)定的化學(xué)成分范圍，下述實(shí)施例都通過以下具體工藝流程以化學(xué)成分C，Si，Mn，S，P和Fe為原料，進(jìn)行電爐或者轉(zhuǎn)爐冶煉、精煉過程對鋼水進(jìn)行合金化處理、薄板坯連鑄、鑄坯直接加熱/均熱、熱連軋、軋后層流水冷卻、巻取等流程制備而成。實(shí)施例1制備本實(shí)施例所述的改善700MPa級高強(qiáng)耐候鋼的精煉后鋼水主要化學(xué)成分為C:0.03wt.%、Si:0.29wt.0/0、Mn:1.51wt.%、P:0.006wt.%、S:0.003wt%、Cr:0.50wt.0/0、Ti:0.14wt.%、Cu:0.20wt.%、Ni:0.10wt.%、N0.006wt.%，其余為Fe和不可避免的殘余元素。軋制工藝參數(shù)鑄坯入均熱爐溫度90(TC、出爐溫度IIOO'C、終軋溫度88(TC、巻取溫度580。C。實(shí)施例1鋼板的低溫沖擊韌性和力學(xué)性能參見表1。表1實(shí)施例1鋼板的低溫沖擊韌性和力學(xué)性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>制備本實(shí)施例所述的改善700MPa級高強(qiáng)耐候鋼時的精煉后鋼水主要化學(xué)成分為C:0.05wt.%、Si:0.15wt.%、Mn:1.80wt.%、P:0.009wt.%、S:0.004wt.%、Cr:0.70wt.%、Ti:0.12wt.%、Cu:0.29wt.%、Ni:0.22wt.%、N0.007wt.%，其余為Fe和不可避免的殘余元素。軋制工藝參數(shù)鑄坯入均熱爐溫度1000°C、出爐溫度118(TC、終軋溫度930'C、巻取溫度630。C。實(shí)施例2鋼板的低溫沖擊韌性和力學(xué)性能參見表1。表2實(shí)施例2鋼板的低溫沖擊韌性和力學(xué)性能<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實(shí)施例3制備本實(shí)施例所述改善的700MPa級高強(qiáng)耐候鋼時的精煉后鋼水的的主要化學(xué)成分為-C:0.07wt.0/o、Si:0.10wt.o/o、Mn:2.10wt.%、P:0.020wt.%、S:0.008wt.0/0、Cr:0.40wt.%、Ti:0.08wt.%、Cu:0.40wt.%、Ni:0.35wt.%、N0.008wt.%，其余為Fe和不可避免的殘余元素。軋制工藝參數(shù)鑄坯入均熱爐溫度950°C、出爐溫度1150°C、終軋溫度91(TC、巻取溫度5卯。C。實(shí)施例3鋼板的低溫沖擊韌性和力學(xué)性能參見表3。表3實(shí)施例3鋼板的低溫沖擊韌性和力學(xué)性能<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求1.一種改善的700MPa級高強(qiáng)耐候鋼，采用薄板坯連鑄連軋流程制備而成，其特征是，制備該高強(qiáng)耐候鋼的精煉后鋼水的主要化學(xué)成分為C0.03～0.07wt.％、Si＜0.3wt.％、Mn1.51～2.10wt.％、P≤0.02wt.％、S≤0.008wt.％、Cu0.2～0.4wt.％、Cr0.4～0.7wt.％、Ni0.10～0.35wt.％、Ti0.08～0.14wt.％、N≤0.008wt.％，其余為Fe和不可避免的殘余元素。2.—種制備權(quán)利要求1所述改善的700MPa級高強(qiáng)耐候鋼的方法，其特征是(1)采用薄板坯連鑄連軋流程，主要包括如下電爐或轉(zhuǎn)爐冶煉、精煉、薄板坯連鑄、連鑄坯均熱、均熱、熱連軋、層流冷卻、巻取，其中，精煉后鋼水的主要化學(xué)成分為C:0.03~0.07wt.%、Si:<0.3wt.%、Mn:1.51~2.10wt.%、P50.02wt%、S^0.008wt.%、Cu:0.2~0.4wt.%、Cr:0.4~0.7wt%、Ni:0.10-0.35wt.%、Ti:0.08~0.14wt.%、N:^0.008wt.%，其余為Fe和不可避免的殘余元素；(2)薄板坯連鑄連軋流程工藝參數(shù)為鑄坯入爐溫度900100(TC、出爐溫度11001180。C、終軋溫度88093(TC、巻取溫度58063(TC。全文摘要本發(fā)明公開了一種改善的700MPa級高強(qiáng)耐候鋼及其制備方法，該改善的700MPa級高強(qiáng)耐候鋼采用薄板坯連鑄連軋流程制備，其中精煉后鋼水的主要化學(xué)成分為C0.03～0.07wt.％、Si＜0.3wt.％、Mn1.51～2.10wt.％、P≤0.02wt.％、S≤0.008wt.％、Cu0.2～0.4wt.％、Cr0.4～0.7wt.％、Ni0.10～0.35wt.％、Ti0.08～0.14wt.％、N≤0.008wt.％。所述改善的700MPa級高強(qiáng)耐候鋼的屈服強(qiáng)度≥700MPa，抗拉強(qiáng)度≥750MPa，延伸率≥14％，-20℃半尺寸試樣(5*10*55mm)沖擊吸收功Akv≥33J。文檔編號C22C38/58GK101285157SQ20081002855公開日2008年10月15日申請日期2008年6月5日優(yōu)先權(quán)日2008年6月5日發(fā)明者李春艷,毛新平,陳麒琳申請人:廣州珠江鋼鐵有限責(zé)任公司