專利名稱：屈服強度460MPa級低屈強比建筑用特厚鋼板及制造方法
技術領域：
本發(fā)明屬于低合金高強度建筑用鋼技術領域，特別是涉及一種屈服強度460MPa級低屈強比建筑用特厚鋼板及制造方法，鋼板牌號Q460GJ，采用復合微合金化、兩相區(qū)淬火+回火熱處理，實現(xiàn)生產(chǎn)厚度規(guī)格≥80mm的低屈強比高強度建筑用特厚鋼板Q460GJ。

背景技術：
隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，建筑用厚鋼板的市場需求量越來越大，對于鋼板厚度規(guī)格要求不斷增加，性能要求不斷提高。以前普遍采用的Q345MPa級鋼板，已不能滿足鋼結構建筑的發(fā)展需要，剛剛建設完成的央視主樓、國家游泳中心、國家體育場，其部分構件已開始采用強度更高的Q420及Q460級別鋼板，預計今后國內(nèi)外大量使用的將是高性能的Q420、Q460以及更高級別的鋼種。本發(fā)明采用兩相區(qū)淬火+回火熱處理工藝，生產(chǎn)出符合GB/T19879-2005性能要求的低屈強比Q460GJ特厚板(≥80mm)，不僅具有較高的安全性，而且不添加Cu、Ni、Mo等對我國來說稀缺的貴重 合金元素，減少了資源浪費，增加鋼材的可回收性，對于我國經(jīng)濟的可持續(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屈服強度460MPa級低屈強比建筑用特厚鋼板及制造方法，厚度規(guī)格≥80mm，屈服強度為460MPa級低屈強比建筑用特厚鋼板及其制造方法。在460MPa級結構鋼的基本成分基礎上，優(yōu)化成分設計，使用連鑄坯，通過控軋控冷的軋制工藝和兩相區(qū)淬火+回火熱處理工藝來制備厚度規(guī)格≥80mm的低屈強比Q460GJ鋼板。鋼板的屈服強度達到440MPa以上，抗拉強度達到550MPa以上，屈強比＜0.72，延伸率在25％以上，-20℃沖擊功AKv≥100J，厚度方向斷面收縮率達到45％以上。鋼板具有優(yōu)良的焊接性能，其碳當量CE％在0.40～0.45之間。
本發(fā)明提供的≥80mm的Q460GJ高強度建筑用特厚板，其化學成分(重量％)為C 0.14～0.18％，Si 0.35-0.45％，Mn 1.40～1.50％，Nb 0.025～0.035，V 0.040～0.050，Ti 0.010～0.020，P＜0.020％，S＜0.008％，其余為鐵Fe。
本發(fā)明高性能建筑用鋼板的C、Si、Mn含量與其它Q460級別熱處理鋼基本一致，適當添加了Nb、V和Ti微合金化元素，利用合理的控軋控冷工藝和熱處理工藝，充分發(fā)揮微合金化元素的晶粒細化和沉淀強化作用，提高鋼板的強度和韌性；不添加Cu、Ni、Mo等貴重合金元素，降低了成本，減少了資源浪費；同時為了確保鋼板的低溫沖擊韌性，在煉鋼過程中嚴格控制硫、磷含量，提高鋼水的純凈度，減少夾雜物的尺寸和數(shù)量。
本發(fā)明對≥80mmQ460GJ低屈強比高強度建筑用特厚鋼板提供了一種新的控制軋制和熱處理工藝制度，即 1、軋制工藝加熱溫度1220～1250℃，出爐溫度設在1200～1230℃，軋制工藝采用奧氏體再結晶區(qū)和奧氏體未再結晶區(qū)兩階段控制軋制。奧氏體再結晶區(qū)軋制終軋溫度設為1050～980℃，粗軋成1.5～2.0倍成品厚度的中間坯，每道次壓下率為12～15％；奧氏體未再結晶區(qū)開軋溫度為850～800℃，終軋溫度820～780℃。軋后采用層流冷卻，終冷溫度680～650℃，冷卻速率10～8℃/s。
2、熱處理工藝連鑄坯經(jīng)過控軋控冷后得到≥80mm厚鋼板，加熱到兩相區(qū)溫度800～850℃，保溫10～20分鐘，其特征在于保溫后采用水冷淬火；控制終冷溫度≤100℃；淬火后的鋼板再次加熱到450～600℃進行回火處理，最終獲得低屈強比高強度建筑用鋼板。鋼板的屈服強度達到440MPa以上，抗拉強度達到550MPa以上，屈強比＜0.72，延伸率在25％以上，-20℃沖擊功AKv≥100J，厚度方向斷面收縮率達到45％以上；鋼板具有優(yōu)良的焊接性能，其碳當量CE％在0.40～0.45之間。
本發(fā)明鋼板與同強度級別的建筑用特厚板相比具有如下特點 1)本發(fā)明在少添加Nb、V、Ti微合金元素，不添加Cu、Ni、Mo等貴重合金元素的情況下實現(xiàn)了≥80mm Q460GJ厚板的生產(chǎn)，降低了成本，減少了資源浪費； 2)本發(fā)明通過兩階段控軋軋制，充分細化和拉長奧氏體晶粒，鋼板軋后得到比較均勻細小的鐵素體和珠光體組織，為鋼板的熱處理做好了組織上的準備。
3)兩相區(qū)淬火獲得的均勻細小的貝氏體組織經(jīng)回火后，具有較高的屈服強度和抗拉強度，對于控制材料的高屈服強度，高抗拉強度提供了有力的保證。同時，組織中含有的均勻細小的鐵素體，可以有效的降低屈服強度，降低屈強比，材料在拉伸過程時的應力應變曲線具有明顯的屈服平臺，改善加工硬化能力，使材料在提高強度的同時，還具有良好的安全性能和成型性，低溫沖擊韌性。
基于上述發(fā)明結構的化學成分合理選配及工藝條件的完善，使本發(fā)明高性能建筑用鋼的綜合性能均達到GB/T19879-2005的標準要求，具有優(yōu)良的綜合力學性能，焊接性能優(yōu)良，具有廣闊的發(fā)展前景。



圖1為實施例鋼板表面位置的金相組織。
圖2為實施例鋼板四分之一厚度處位置的金相組織。
圖3為實施例鋼板板鋼板心部位置的金相組織。

具體實施例方式 化學成分、熱處理工藝參數(shù)和力學性能情況分別見表1～4。
表1化學成分(wt％)
表2熱處理工藝參數(shù)
表3力學性能
表4力學性能(續(xù))

權利要求
1、一種屈服強度460MPa級低屈強比建筑用特厚鋼板，厚度規(guī)格≥80mm，其特征在于，鋼板化學成分重量百分比為C 0.14～0.18％，Si0.35-0.45％，Mn 1.40～1.50％，Nb 0.025～0.035，V 0.040～0.050，Ti 0.010～0.020，P＜0.020％，S＜0.008％，其余為鐵Fe。
2、一種制造權利要求1所述鋼板的方法，其特征在于
(1)軋制工藝連鑄坯加熱溫度1220～1250℃，出爐溫度1200～1230℃，軋制工藝采用奧氏體再結晶區(qū)和奧氏體未再結晶區(qū)兩階段控制軋制；奧氏體再結晶區(qū)軋制終軋溫度為1050～980℃，粗軋成1.5～2.0倍成品厚度的中間坯，每道次壓下率為12～15％；奧氏體未再結晶區(qū)開軋溫度為850～800℃，終軋溫度820～780℃；軋后采用層流冷卻，終冷溫度680～650℃，冷卻速率10～8℃/s；
(2)熱處理工藝連鑄坯經(jīng)過控軋控冷后得到≥80mm厚鋼板，加熱到兩相區(qū)溫度800～850℃，保溫10～20分鐘，保溫后采用水冷淬火，控制終冷溫度≤100℃；淬火后的鋼板再次加熱到450～600℃進行回火處理，獲得最終鋼板；
鋼板的屈服強度達到440MPa以上，抗拉強度達到550MPa以上，屈強比＜0.72，延伸率在25％以上，-20℃沖擊功AKv≥100J，厚度方向斷面收縮率達到45％以上；鋼板具有優(yōu)良的焊接性能，其碳當量CE％在0.40～0.45之間。
全文摘要
一種屈服強度460MPa級低屈強比建筑用特厚鋼板及制造方法，屬于低合金高強度建筑用鋼技術領域。鋼板成分重量百分比為C 0.14～0.18％，Si 0.35-0.45％，Mn 1.40～1.50％，Nb 0.025～0.035，V 0.040～0.050，Ti 0.010～0.020，P＜0.020％，S＜0.008％，其余為鐵Fe。軋制工藝加熱溫度1220～1250℃，出爐溫度1200～1230℃，采用奧氏體再結晶區(qū)和奧氏體未再結晶區(qū)兩階段控制軋制。熱處理工藝連鑄坯經(jīng)過控軋控冷后得到≥80mm厚鋼板，加熱到兩相區(qū)溫度800～850℃，保溫10～20分鐘，保溫后采用水冷淬火，控制終冷溫度≤100℃；淬火后的鋼板進行450～600℃回火處理，最終獲得低屈強比高強度建筑用鋼板。鋼板不僅具有優(yōu)良的綜合力學性能，而且降低了成本，減少了資源浪費。
文檔編號C22C38/14GK101613828SQ20091008934
公開日2009年12月30日 申請日期2009年7月16日 優(yōu)先權日2009年7月16日
發(fā)明者隋鶴龍, 姜中行, 白學軍, 李春智, 顧林豪, 斌 吳, 麻慶申, 劉春明, 劉建明, 田士平, 劉印良, 何元春, 帥 唐, 鄭會平, 沈開照 申請人:首鋼總公司