專利名稱：一種600MPa級別高強(qiáng)工程機(jī)械用鋼及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工程機(jī)械用鋼技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種600MPa級別高強(qiáng)工程機(jī)械 用鋼及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
高強(qiáng)工程機(jī)械用鋼是以C-Mn鋼為基礎(chǔ)加入Mo、Nb、V、Ti等微合金元素的低合金 高強(qiáng)度鋼。目前，高強(qiáng)度鋼板在工程機(jī)械行業(yè)和煤礦機(jī)械行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，需求厚度以 4-80mm為主，其中，20mm以下厚度鋼板主要為板卷開平類產(chǎn)品，絕大多數(shù)被應(yīng)用于工程機(jī) 械行業(yè)，用于制造起重機(jī)吊臂、車架等；20mm以上厚度鋼板主要為中厚板類產(chǎn)品，多數(shù)被應(yīng) 用于煤礦機(jī)械行業(yè)。由于熱軋板卷沒有中厚板那樣強(qiáng)的控制控冷手段，往往需要添加更多 合金元素，提高了成本，并且板卷在使用過程中需要開平，殘余應(yīng)力對板形影響很大，為了 減小或消除殘余應(yīng)力影響，板卷在生產(chǎn)過程中多采用平整矯直和熱處理工藝，也增加了成 本。國內(nèi)只有寶鋼、鞍鋼、武鋼等少數(shù)幾家生產(chǎn)600級高強(qiáng)鋼板，大多添加Mo、V等貴金屬， 控軋控冷加熱處理生產(chǎn)，其工序復(fù)雜、成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種600MPa級別高強(qiáng)工程機(jī)械用鋼及其生產(chǎn)方法，無需添 加Mo、V等昂貴元素，采用動態(tài)輕壓下技術(shù)，有效控制中心偏析和中心疏松，使其具有高強(qiáng) 度的同時(shí)保持高的韌性，并采用軋后入保溫坑緩冷的方法消除殘余應(yīng)力，生產(chǎn)出屈服強(qiáng)度 在600MPa以上的高強(qiáng)工程機(jī)械用鋼熱軋板卷，熱軋板卷在-20°C V型夏比沖擊功> 40J。本發(fā)明的目的可以通過以下措施來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明涉及一種600MPa級高強(qiáng)工程機(jī)械用鋼熱軋板卷的化學(xué)成分按重量百分比 為 C 0. 06-0. 09%, Si 0. 15-0. 25%, Mn 1. 4-1. 6%, P 彡 0. 020%, S 彡 0. 010%, Alt 0. 020-0. 060%, Nb 0. 040-0. 060%, Ti 0. 09-0. 12%，余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明的600MPa級高強(qiáng)工程機(jī)械用鋼熱軋板卷無需添加Mo、V等昂貴元素，僅在 C-Mn鋼基礎(chǔ)上復(fù)合添加Nb、Ti微合金元素，Nb+Ti < 0. 18%。生產(chǎn)600Mpa級高強(qiáng)工程機(jī)械用鋼熱軋板卷的生產(chǎn)方法，包括冶煉、軋制，其特征 在于(1)冶煉采用全保護(hù)澆注工藝，即鋼包到中間包保護(hù)采用長水口加氬封，利用密封 墊圈和氬封來防止空氣滲入；中間包到結(jié)晶器的注流保護(hù)采用SEN的連接加氬封，控制鑄 坯的P < 0. 020%、S < 0. 010%、[ο] ^ 20ppm, [N] ^ 30ppm。采用動態(tài)輕壓下技術(shù)，有效 控制中心偏析和中心疏松，保證板卷在高強(qiáng)度的同時(shí)保持高的韌性。(2)采用兩機(jī)架粗軋和六機(jī)架精軋模式生產(chǎn)，粗軋階段采用六道次軋制，精軋階段 采用六道次精軋，在奧氏體未再結(jié)晶區(qū)壓下量65% 70%，終軋溫度控制在820 860°C。(3)采用前端層流冷卻模式，出精軋后快冷到目標(biāo)溫度，卷取溫度控制在550 600°C范圍內(nèi)，冷卻速度控制在5 10°C /s。
(4)卷取后30分鐘以內(nèi)放入保溫坑進(jìn)行緩冷。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)目前國內(nèi)外主要采用在Nb、Ti基礎(chǔ)上添加一定量的Mo、V等合金元素、采用軋后調(diào) 質(zhì)方式進(jìn)行熱處理生產(chǎn)600MPa級高強(qiáng)工程機(jī)械用鋼熱軋板卷。應(yīng)用本發(fā)明的最大優(yōu)點(diǎn)是 無需添加昂貴的Mo、V等合金元素即可生產(chǎn)出低成本的600MPa級高強(qiáng)工程機(jī)械用鋼熱軋板 卷，并通過板卷緩冷方式消除殘余應(yīng)力，減少開平后的板形不良率，無需平整矯直和其它熱 處理方式。應(yīng)用本發(fā)明可以大大降低成本、簡化生產(chǎn)流程、提高開平板的成材率，節(jié)能降耗， 具體為1、本發(fā)明以低成本為路線，無需添加Mo、V等昂貴元素，僅在C-Mn鋼基礎(chǔ)上復(fù)合添 加Nb、Ti微合金元素，Nb+Ti ^ 0. 18%，合金成本比國內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)節(jié)省210元左右。2、采用全保護(hù)澆注工藝，控制鑄坯的P彡0.020%、S彡0.010%、[o] ^ 20ppm, [N] ^ 30ppmo采用動態(tài)輕壓下技術(shù)，有效控制中心偏析和中心疏松，保證板卷在高強(qiáng)度的 同時(shí)保持高的韌性。3、本發(fā)明采用六機(jī)架精軋，相比于七機(jī)架精軋，可以獲得更大的壓縮比，尤其在奧 氏體未再結(jié)晶區(qū)壓下量大于65%，促使微合金元素碳氮化物的析出，增加未再結(jié)晶奧氏體 晶界、形變帶和位錯(cuò)等晶體缺陷，以增加有效晶界面積，提高鐵素體形核率，從而細(xì)化相變 后鐵素體晶粒，獲得更加良好的細(xì)晶強(qiáng)化效果。細(xì)晶強(qiáng)化是唯一可以獲得高強(qiáng)度和高韌性 的強(qiáng)化手段，這樣可以在減少M(fèi)o、V等昂貴元素的使用，降低成本。4、本發(fā)明在板卷下線后迅速放入保溫坑緩冷以消除殘余應(yīng)力，無需平整矯直和其 它熱處理手段。板卷在保溫坑自然緩冷至100°c后出坑，充分釋放殘余應(yīng)力。在對開平板卷 后橫縱向不平度均能控制在5mm以內(nèi)，滿足工程機(jī)械用鋼的要求。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)例對600MPa級高強(qiáng)工程機(jī)械用鋼熱軋板卷及其生產(chǎn)方法進(jìn)一步祥 述表1列出了本發(fā)明用于生產(chǎn)低成本600Mpa高強(qiáng)工程機(jī)械用鋼熱軋板卷的化學(xué) 成分。生產(chǎn)方法如下在煉鋼廠采用鐵水脫硫、210t轉(zhuǎn)爐冶煉、LF爐精煉，處理后使鋼 中的化學(xué)成分如表1所示，余量為Fe及不可避免的夾雜。再將表1要求的鋼水澆鑄成 230mmX1300 1800mm斷面的板坯，送至熱連軋廠。表1本發(fā)明的化學(xué)成分，wt % 采用控軋控冷的熱連軋生產(chǎn)方式，板卷卷取后入緩冷坑緩冷?？刂瓶乩涞闹饕獏?shù)包括(1)采用兩機(jī)架粗軋和六機(jī)架精軋模式生產(chǎn)，粗軋階段采用六道次軋制，精軋階段 采用六道次精軋，在奧氏體未再結(jié)晶區(qū)壓下量大于65%，終軋溫度控制在820 860°C; (2) 采用前端層流冷卻模式，出精軋后快冷到目標(biāo)溫度，卷取溫度控制在550 600°C范圍內(nèi)， 冷卻速度控制在5 10°C /s ； (3)卷取后30分鐘內(nèi)放入保溫坑進(jìn)行緩冷。本發(fā)明的低成本600MPa級高強(qiáng)工程機(jī)械用鋼熱軋板卷的生產(chǎn)參數(shù)和試驗(yàn)結(jié) 果列表于2。從表中可以看出屈服強(qiáng)度大于600MPa，抗拉強(qiáng)度大于700MPa，延伸率大于 19%，，-20°C V型夏比沖擊功彡IOOJ0表2本發(fā)明工藝控制和試驗(yàn)結(jié)果
權(quán)利要求
一種600MPa級別高強(qiáng)工程機(jī)械用鋼，其特征在于該鋼的化學(xué)成分按重量百分比為C0.06 0.09％、Si0.15 0.25％、Mn1.4 1.6％、P≤0.020％、S≤0.010％、Alt0.020 0.060％、Nb0.040 0.060％、Ti0.09 0.12％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種600MPa級別高強(qiáng)工程機(jī)械用鋼，其特征在于在C-Mn鋼 基礎(chǔ)上復(fù)合添加Nb、Ti微合金元素，Nb+Ti < 0. 18%。
3.—種生產(chǎn)權(quán)利1所述的600Mpa級高強(qiáng)工程機(jī)械用鋼熱軋板卷的方法，包括冶煉、軋 制，其特征在于(1)冶煉采用全保護(hù)澆注工藝，控制鑄坯的P彡0.020%、S彡0.010%、[ο]彡20ppm， [N]彡 30ppm ；(2)軋制采用兩機(jī)架粗軋和六機(jī)架精軋模式生產(chǎn)，粗軋階段采用六道次軋制，精軋階 段采用六道次精軋，在奧氏體未再結(jié)晶區(qū)壓下量65 % 70 % %，終軋溫度控制在820 860 0C ；(3)采用前端層流冷卻模式，出精軋后快冷到目標(biāo)溫度，卷取溫度控制在550 600°C 范圍內(nèi)，冷卻速度控制在5 10°C /s ；(4)卷取后30分鐘以內(nèi)放入保溫坑進(jìn)行緩冷。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的冶煉采用全保護(hù)澆注工藝是指，鋼包 到中間包保護(hù)采用長水口加氬封，利用密封墊圈和氬封來防止空氣滲入；中間包到結(jié)晶器 的注流保護(hù)采用SEN的連接加氬封。
全文摘要
一種600MPa級別高強(qiáng)工程機(jī)械用鋼及其生產(chǎn)方法，屬于工程機(jī)械用鋼技術(shù)領(lǐng)域。該鋼的化學(xué)成分按重量百分比為C0.06-0.09％、Si0.15-0.25％、Mn1.4-1.6％、P≤0.020％、S≤0.010％、Alt0.020-0.060％、Nb0.040-0.060％、Ti0.09-0.12％，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。該鋼無需添加Mo、V等昂貴元素，采用2機(jī)架粗軋和6機(jī)架精軋控制軋制、20組層流冷卻嚴(yán)格控制控冷，下線后采用保溫坑緩冷以消除內(nèi)應(yīng)力，可以穩(wěn)定生產(chǎn)出優(yōu)良強(qiáng)韌性的低成本熱軋板卷，厚度規(guī)格為5～16mm，屈服強(qiáng)度可達(dá)600MPa以上，-20℃V型夏比沖擊功≥40J，適用于工程機(jī)械等領(lǐng)域。
文檔編號C22C38/14GK101899616SQ20101023713
公開日2010年12月1日 申請日期2010年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月22日
發(fā)明者于千, 張鵬程, 李彬, 李明, 李瑞恒, 李飛, 武軍寬, 潘輝, 王倫, 王曉東, 趙林, 魏建全 申請人:河北省首鋼遷安鋼鐵有限責(zé)任公司;首鋼總公司