專(zhuān)利名稱(chēng)：一種100mm、400MPa級(jí)高強(qiáng)度特厚鋼板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于特厚鋼板軋制工藝的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種100mm、 400MPa 級(jí)高強(qiáng)度特厚鋼板及其制造方法，鋼板牌號(hào)Q420，復(fù)合微合金化、非熱處理，用 于代替熱處理微合金化Q420特厚板，實(shí)現(xiàn)控軋控冷工藝生產(chǎn)高強(qiáng)度特厚鋼板。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，機(jī)械和建筑用厚鋼板的市場(chǎng)需求量越來(lái)越 大，對(duì)于鋼板厚度規(guī)格要求不斷增加，性能要求不斷提高。以前普遍采用的 Q345MPa級(jí)鋼板，如SM490B、 A572Gr50、 Q345D、 Q345GJD等，已不能滿(mǎn)足鋼結(jié)構(gòu) 建筑的發(fā)展需要，剛剛建設(shè)完成的央視主樓、國(guó)家游泳中心、國(guó)家體育場(chǎng)，其部 分構(gòu)件已開(kāi)始采用強(qiáng)度更高的Q390D、 Q420C、 Q460E鋼板，預(yù)計(jì)今后國(guó)內(nèi)外大量 使用的將是高性能的Q420、 Q460以及更高級(jí)別的鋼種。國(guó)內(nèi)已有工廠利用厚板 軋機(jī)生產(chǎn)Q420 lOOmin特厚板的先例。但是在成分設(shè)計(jì)上微合金化元素添加量較 高，且軋制后需進(jìn)行熱處理工序，生產(chǎn)成本高，降低市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。如能使其在 少添加微合金元素、軋后非熱處理的情況下生產(chǎn)出符合GB/T1591—94性能要求 的100mmQ420特厚板，用以代替微合金化+軋后熱處理特厚板的生產(chǎn)，不僅具有 巨大的經(jīng)濟(jì)效益，而且增加了鋼材的可回收性，對(duì)于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有 重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種100mm、 400MPa級(jí)高強(qiáng)度特厚鋼板及其制造方 法，利用連鑄坯，在寬厚板軋機(jī)上采用控制軋制控制冷卻的方法生產(chǎn)出符合 GB/T1591—94性能要求的Q420高強(qiáng)度低合金特厚板，提高生產(chǎn)效率，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。
本發(fā)明是在我國(guó)現(xiàn)有Q420鋼基本成分上，通過(guò)成分微調(diào)和控軋控冷技術(shù)， 生產(chǎn)屈服強(qiáng)度在400MPa以上，抗拉強(qiáng)度在550MPa以上，延伸率在20%以上，同 時(shí)具有良好使用性能的厚度規(guī)格100mm高強(qiáng)度低合金特厚鋼板，省去軋后的熱處 理環(huán)節(jié)，并減少添加Nb、 V、 Ti等微合金化元素，節(jié)省資源、節(jié)約能源，符合國(guó) 家的環(huán)保節(jié)能理念。
本發(fā)明提供Q420高強(qiáng)度低合金特厚板，其化學(xué)成分(重量％)為C 0.14 0.18%, Si 0.35-0.40%, Mn 1.45 1.60%， Nb 0. 025 0.040， V 0. 030 0.090， Ti 0. 010 0. 020， P<0.01%， S<0. 008%，其余為鐵Fe。
本發(fā)明的化學(xué)成分設(shè)計(jì)依據(jù)是
相對(duì)Q420級(jí)別熱處理鋼，C含量和Si含量幾乎沒(méi)有變化，適當(dāng)提高M(jìn)n含量到1.45 1.60%，擴(kuò)大奧氏體未再結(jié)晶的范圍，充分利用奧氏體未再結(jié)晶控制軋 制和軋后控制冷卻，提高鋼的強(qiáng)度；此外，適當(dāng)添加了Nb、 V和Ti微合金化元 素，充分發(fā)揮微合金化元素的晶粒細(xì)化和沉淀強(qiáng)化作用，改善鋼板的強(qiáng)度和沖擊 韌性；煉鋼過(guò)程中嚴(yán)格控制硫、磷含量，提高鋼水的純凈度。
本發(fā)明對(duì)Q420高強(qiáng)度厚度規(guī)格100mm特厚鋼板提供了一種新的控制軋制工 藝制度，艮P:
1、軋制工藝加熱溫度1230 125(TC，出爐溫度設(shè)在1200 123(TC，加熱速度 控制在1.0 1.2mm/min;軋制方式最多可采用6塊套軋，軋制工藝采用奧氏體再結(jié)晶 區(qū)和奧氏體未再結(jié)晶區(qū)兩階段控制軋制，奧氏體再結(jié)晶區(qū)軋制終軋溫度設(shè)為1020 99(TC，粗軋成1.7 2.0倍成品厚度的中間坯，每道次壓下率為12 15%;奧氏體未 再結(jié)晶區(qū)開(kāi)軋溫度為830 80(TC，終軋溫度820 79(TC。
2、軋后冷卻工藝采用層流冷卻，終冷溫度630 60(TC，冷卻速率10 8。C/s。 所述的多塊套軋即多塊鋼軋制技術(shù)。多塊鋼軋制技術(shù)代表著國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的厚板 軋制工藝技術(shù)水平，其最大優(yōu)點(diǎn)是可以利用厚板軋制過(guò)程中控軋控冷的時(shí)間間隙進(jìn) 行另外1 5塊板坯的軋制，最多可有六塊鋼板同時(shí)進(jìn)行軋制。多塊鋼軋制使軋制設(shè) 備和待溫時(shí)間的利用效率大幅提高，極大地節(jié)約了成本，降低了能耗，也滿(mǎn)足了低 溫控軋鋼種的軋制要求。
采用該TMCP工藝的依據(jù)是
成分中添加少量Nb、 V、 Ti等高溫難溶元素，為了合金元素能充分溶解，適 當(dāng)提高加熱溫度到1230-1250'C;高溫區(qū)奧氏體再結(jié)晶控制軋制，為使再結(jié)晶充 分進(jìn)行，盡量增加道次壓下率，通過(guò)反復(fù)軋制反復(fù)再結(jié)晶來(lái)細(xì)化奧氏體晶粒；低 溫未再結(jié)晶區(qū)軋制時(shí)，充分利用道次間的形變累積效應(yīng)和形變奧氏體晶內(nèi)缺陷誘 發(fā)的強(qiáng)制相變機(jī)制，使微合金碳氮化物彌散析出，強(qiáng)化鋼材。 本發(fā)明特厚板與同強(qiáng)度級(jí)別的低合金高強(qiáng)度特厚板相比具有如下優(yōu)點(diǎn)
1) 本發(fā)明特厚板適當(dāng)提高碳錳含量，在少添加其它微合金元素的情況下實(shí) 現(xiàn)了Q420 100mm厚板的穩(wěn)定大生產(chǎn)。
2) 本發(fā)明特厚板軋后省去熱處理工序，節(jié)省能源，加快了生產(chǎn)節(jié)奏，可以 產(chǎn)生很大的經(jīng)濟(jì)效益。
3) 本發(fā)明特厚板的綜合性能屈服強(qiáng)度ReL 400-430MPa，抗拉強(qiáng)度Rm 580-610MPa，斷后伸長(zhǎng)率A》2(m， -20。C沖擊功AKv》50J，冷彎性能合格。


圖1為實(shí)施例鋼板表面位置的金相組織。 圖2為實(shí)施例特厚板四分之一厚度處位置的金相組織。 圖3為實(shí)施例特厚板鋼板心部位置的金相組織。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明Q420特厚板的化學(xué)成分范圍，在100噸轉(zhuǎn)爐上冶煉，并連鑄成
4320mmX1800mraXL的連鑄坯，在首秦寬厚板生產(chǎn)線(xiàn)上進(jìn)行軋制?；瘜W(xué)成分如表1 所示，TMCP工藝如表2所示，機(jī)械性能如表3所示，金相組織如圖l所示 表l實(shí)例特厚板的化學(xué)成分(重量，％)
編號(hào)CSiMnNb VTi PS
A0.170.391.490.033 0扁0.018 0.0070扁
B0.160.381.500.038 0.0700.015 0.0080.005
注添加少量Ni表2 TMCP工藝制度
試樣編號(hào)粗軋開(kāi)軋/'c粗軋終軋/'C精軋開(kāi)軋/'c精軋終軋廠c終冷/'C
Al1086999828813628
A210791002812806620
A31083998823819622
Bl10661012815806617
B21078畫(huà)802793628
B310761003813805615
表3力學(xué)性能檢驗(yàn)結(jié)果
試樣編號(hào)ReL/ MPaRm/MPaA/%Akv(-20'C縱向)/J冷彎d/a=3
Al40558024.557合格
A241558523.063合格
A342560522.072合格
Bl42561024.062合格
B241559021.558合格
B341059022.050合格
權(quán)利要求
1、一種100mm400MPa級(jí)低合金高強(qiáng)度特厚鋼板，其特征在于，鋼板化學(xué)成分重量百分比為C 0.14～0.18％，Si0.35-0.40％，Mn 1.45～1.60％，Nb 0.025～0.040，V 0.030～0.090，Ti 0.010～0.020，P<0.01％，S<0.008％，其余為鐵Fe。
2、 一種制造權(quán)利要求1所述的特厚鋼板的方法，其特征在 于，控制軋制工藝為(1) 軋制工藝加熱溫度1230 1250°C，出爐溫度設(shè)在 1200 1230°C，加熱速度控制在1.0 1.2mm/min，軋制工藝采用 奧氏體再結(jié)晶區(qū)和奧氏體未再結(jié)晶區(qū)兩階段控制軋制軋制方式 采用多塊套軋；奧氏體再結(jié)晶區(qū)軋制終軋溫度設(shè)為1020 990°C， 粗軋成1. 7 2. 0倍成品厚度的中間坯，每道次壓下率為12 15 %;奧氏體未再結(jié)晶區(qū)開(kāi)軋溫度為830 800。C，終軋溫度820 790°C。(2) 軋后冷卻工藝采用層流冷卻，終冷溫度630 600'C， 冷卻速率10 8°C/s。
3、 按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述的多塊 鋼軋制是利用厚板軋制過(guò)程中控軋控冷的時(shí)間間隙進(jìn)行另外1 5塊板坯的軋制，最多有六塊鋼板同時(shí)進(jìn)行軋制。
4、 按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述鋼板化 學(xué)成分重量百分比為C 0. 16 0. 18%, Si 0. 37-0. 40%， Mn 1. 45 1.50%， Nb 0. 035 0. 040， V 0. 070 0. 080， Ti 0. 010 0. 020， P<0.01%， S<0.008%，其余為鐵Fe。
全文摘要
一種100mm 400MPa級(jí)低合金高強(qiáng)度特厚鋼板及其制造方法，屬于特厚鋼板軋制工藝的技術(shù)領(lǐng)域。成分重量百分比為C 0.14～0.18％，Si 0.35-0.40％，Mn 1.45～1.60％，Nb 0.025～0.040，V 0.030～0.090，Ti 0.010～0.020，P＜0.01％，S＜0.008％，其余為鐵Fe。軋制工藝為加熱溫度1230～1250℃，出爐溫度設(shè)在1200～1230℃，加熱速度控制在1.0～1.2mm/min，軋制工藝采用奧氏體再結(jié)晶區(qū)和奧氏體未再結(jié)晶區(qū)兩階段控制軋制，軋制方式采用多塊套軋。奧氏體再結(jié)晶區(qū)軋制終軋溫度設(shè)為1020～990℃，粗軋成1.7～2.0倍成品厚度的中間坯，每道次壓下率為12～15％；軋后采用層流冷卻，冷卻速率10～8℃/s。優(yōu)點(diǎn)在于，具有良好的綜合力學(xué)性能，省去熱處理工序，減少合金元素添加量，大幅度節(jié)省能源，降低生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)C22C38/14GK101476081SQ20081022473
公開(kāi)日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2008年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日
發(fā)明者何元春, 劉相華, 危尚好, 斌 吳, 姜中行, 張學(xué)峰, 婧 李, 王根磯, 田士平, 白學(xué)軍, 謝翠紅, 趙德文, 連玉棟, 隋鶴龍, 顧林豪, 麻慶申 申請(qǐng)人:首鋼總公司;秦皇島首秦金屬材料有限公司