專利名稱：貝氏體組織高強(qiáng)韌性結(jié)構(gòu)鋼q550d(e)鋼板及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到鋼材，具體涉及到一種貝氏體組織高強(qiáng)韌性結(jié)構(gòu)鋼Q550D (E)鋼板
及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼Q550D (E)是一種低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，它具有強(qiáng)度高、韌性好、低 溫韌性優(yōu)良、加工性能和焊接性能好等特點(diǎn)。主要應(yīng)用在工程機(jī)械、煤礦機(jī)械、造船和鋼結(jié) 構(gòu)等領(lǐng)域。近年來，低合金高強(qiáng)度鋼的應(yīng)用更為廣泛，國內(nèi)對此有了大量的研究。但高強(qiáng)度 Q550D (E)鋼板以其生產(chǎn)難度大、工藝裝備要求特殊等原因生產(chǎn)成本居高不下，國內(nèi)部分鋼 廠采用TMCP+RPC+T進(jìn)行生產(chǎn)，工序復(fù)雜，還有部分鋼材以調(diào)質(zhì)狀態(tài)交貨，鋼板經(jīng)過淬火和 回火兩道熱處理工序，不僅對熱處理設(shè)備要求嚴(yán)格，更是增加了生產(chǎn)制造周期和生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，經(jīng)過發(fā)明人摸索，獲得了一種采用TMCP工藝生產(chǎn)制造低合金高強(qiáng) 度結(jié)構(gòu)鋼Q550D (E)鋼板，從而完成了本發(fā)明。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種厚度在12-40mm低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼Q550D(E) 的鋼板。本發(fā)明的另一個目的在于提供這種鋼板的生產(chǎn)方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是厚度在12_40mm的保性能、保探傷高 強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼Q550D (E)鋼板包含如下質(zhì)量百分比的化學(xué)成分(單位，wt%)
C 0. 05 0. 15、Si 0. 10 0. 40, Mn 1. 40 1. 65, P 彡 0. 010、S 彡 0. 005、微合金 化元素(V+Nb+Ti+Mo+B) ^ 0. 30、Als ^ 0. 050，其它為 Fe 和殘留元素。碳當(dāng)量[Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15]彡0. 30。上述化學(xué)元素的作用分析如下
C 是鋼中最基礎(chǔ)的強(qiáng)化元素，能用微合金元素Nb、V等形成化合物提高強(qiáng)度，但C影響 鋼的焊接性能和性。綜合考慮，碳的含量盡量控制的低一些。Si 是固溶強(qiáng)化元素，對提高鋼板的強(qiáng)度有利。
Mn 是固溶強(qiáng)化元素，對提高鋼板的強(qiáng)度和韌性均有利。P:對焊接不利，且具有一定的冷脆性，在本鋼種中屬于有害元素，應(yīng)控制的盡量 低。S:易形成MnS類夾雜物，具有一定的熱脆性，在本鋼種中屬于有害元素，應(yīng)控制的 盡量低。V、Nb、Ti 在鋼中能夠與C、N結(jié)合，形成微細(xì)碳化物或碳氮化物，能起細(xì)化晶粒和 彌散強(qiáng)化作用，從而達(dá)到有效提高鋼材的強(qiáng)韌性的綜合效果。Mo:適量的加入起到固溶強(qiáng)化的作用，能有效降低Y — α相變速率，抑制多邊 形鐵素體和珠光體形核，促進(jìn)高密度位錯亞結(jié)構(gòu)的針狀鐵素體或微細(xì)結(jié)構(gòu)超低碳貝氏體形核，保證鋼板高強(qiáng)度高韌性。
Al 可以起到細(xì)化晶粒強(qiáng)化作用。B 與鋼中Nb形成Nb (B)類析出物，在熱變形后，在奧氏體中通過應(yīng)變誘導(dǎo)在位錯 線上析出，阻礙再結(jié)晶，提高再結(jié)晶溫度，B原子在晶界偏聚會極大地阻礙新相在晶界處形 核，使得先共析鐵素體生成區(qū)明顯右移。所述低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼Q550D (E)鋼板厚度在12_40mm，Ceq < 0.42，Pcm < 0. 21.
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的生產(chǎn)方法包括鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉、LF精煉、VD真 空精煉、連續(xù)鑄鋼、加熱、TMCP軋制、控冷、堆垛緩冷，在所述轉(zhuǎn)爐冶煉中，出鋼碳0. 03 0. 04%，出鋼P(yáng)彡0. 012%, S彡0. 010% ；點(diǎn)吹次數(shù)不得大于2次，避免出鋼過程下渣；在所述 LF精煉中，采取大渣量進(jìn)行造渣，確保白渣成渣時間控制在15min以內(nèi)，避免渣稀現(xiàn)象發(fā) 生；在所述真空精煉中，在彡67Pa下的保壓時間按> 20min進(jìn)行控制；在所述加熱中，加熱 爐的保溫溫度控制在1200°C 1220°C ；在所述軋制中，開軋溫度1020°C 1120°C ；—階段 終軋溫度在950°C 1000°C，二階段開軋溫度在880 920°C，二階段采取小壓下軋制，以 確保原始板形，終軋溫度800 860°C ；在所述控冷中，返紅溫度560 600°C，冷速控制在 10 15°C /s ；在所述緩冷中，入緩冷坑溫度彡3000C ；堆冷時間彡24小時。通過合理的采取較低碳、低錳、多元復(fù)合微合金元素的化學(xué)成分設(shè)計，LF+VD工 藝來保證鋼質(zhì)的潔凈度，達(dá)到各類夾雜物級別總和不超過3. 0，通過控軋控冷+正火處理使 鋼的晶粒度達(dá)到11 12級，通過上述等措施的有效實(shí)施，成功地生產(chǎn)出了 12 40mm的保 性能、保探傷高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼Q550D (E)鋼板。對鐵水預(yù)處理到鋼板堆垛緩冷整改過程，制訂了嚴(yán)格的工藝點(diǎn)控制標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格 執(zhí)行，產(chǎn)品的實(shí)物質(zhì)量優(yōu)良，性能富余量較大，其中屈服富余量在50 lOOMpa，抗拉富余量 在30 60Mpa，伸長率富余量為2 4%，沖擊性能達(dá)到了 -60°C水平。采用TMCP工藝一次 生產(chǎn)合格，不需進(jìn)行回火或調(diào)質(zhì)處理，大降低了生產(chǎn)成本。


下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。圖1是本發(fā)明TMCP軋制后的金相組織圖(200X)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所述厚度在12-40mm的低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼Q550D (E)鋼板包含如下質(zhì)量 百分比的化學(xué)成分(單位，wt%)
C 0. 05 0. 15、Si 0. 10 0. 40、Mn :1· 40 1. 65、P 彡 0. 010、S ^ 0. 005、微合金 化元素(V+Nb+Ti+Mo+B) ^ 0. 30、Als ^ 0. 050，其它為 Fe 和殘留元素。碳當(dāng)量[Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15]彡0. 30。本發(fā)明采取的生產(chǎn)方法包括鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉、LF精煉、VD真空精煉、連 續(xù)鑄鋼、加熱、TMCP軋制、控冷、堆垛緩冷，在所述轉(zhuǎn)爐冶煉中，出鋼碳0. 03 0. 04%,出鋼 P彡0. 012%，S ( 0. 010% ；點(diǎn)吹次數(shù)不得大于2次，避免出鋼過程下渣；在所述LF精煉中， 采取大渣量進(jìn)行造渣，確保白渣成渣時間控制在15min以內(nèi)，避免渣稀現(xiàn)象發(fā)生；在所述真空精煉中，在< 67Pa下的保壓時間按> 20min進(jìn)行控制；在所述加熱中，加熱爐的保溫溫 度控制在1200°C 1220°C ；在所述軋制中，開軋溫度1020°C 1120°C ；—階段終軋溫度在 950°C 1000°C，二階段開軋溫度在880 920°C，二階段采取小壓下軋制，以確保原始板 形，終軋溫度800 860°C;在所述控冷中，返紅溫度560 600°C，冷速控制在10 15°C / s ；在所述緩冷中，入緩冷坑溫度> 3000C ；堆冷時間> 24小時。實(shí)施例1
通過鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉、LF精煉、VD真空精煉、連續(xù)鑄鋼、加熱、TMCP軋制、控冷、堆 垛緩冷工藝，獲得如表1所述化學(xué)成分的Q550D(E)成品鋼板，其中各工藝參數(shù)及力學(xué)性能 見下表4、5。表1實(shí)施例1鋼化學(xué)成分
權(quán)利要求
1.一種貝氏體組織高強(qiáng)韌性結(jié)構(gòu)鋼Q550D (E)鋼板，該鋼板包含如下質(zhì)量百分比的化 學(xué)成分(單位，wt%)C 0. 05 0. 15、Si 0. 10 0. 40、Mn :1· 40 1. 65、P 彡 0. 010、S ^ 0. 005、微合金化元素(V+Nb+Ti+Mo+B) ^ 0. 30、Als ^ 0. 050，其它為 Fe 和殘留元素。
2.一種如權(quán)利要求1所述貝氏體組織高強(qiáng)韌性結(jié)構(gòu)鋼Q550D (E)鋼板的生產(chǎn)方法， 該方法包括鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉、LF精煉、VD真空精煉、連續(xù)鑄鋼、加熱、TMCP軋制、 控冷、堆垛緩冷；其特征在于在所述轉(zhuǎn)爐冶煉中，出鋼碳0. 03 0. 04%,出鋼012%， S ( 0. 010% ；點(diǎn)吹次數(shù)不得大于2次，避免出鋼過程下渣；在所述LF精煉中，采取大渣量 進(jìn)行造渣，確保白渣成渣時間控制在15min以內(nèi)，避免渣稀現(xiàn)象發(fā)生；在所述真空精煉中， 在< 67 下的保壓時間按> 20min進(jìn)行控制；在所述加熱中，加熱爐的保溫溫度控制在 1200°C 1220°C ；在所述軋制中，開軋溫度1020°C 1120°C ； —階段終軋溫度在950°C 1000°C，二階段開軋溫度在880 920°C，二階段采取小壓下軋制，以確保原始板形，終軋溫 度800 860°C ；在所述控冷中，返紅溫度560 600°C，冷速控制在10 15°C /s ；在所述 緩冷中，入緩冷坑溫度彡3000C ；堆冷時間彡24小時。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種貝氏體組織高強(qiáng)韌性結(jié)構(gòu)鋼Q550D(E)鋼板及其生產(chǎn)方法。該鋼板包含如下質(zhì)量百分比的化學(xué)成分(單位，wt%)C0.05～0.15、Si0.10～0.40、Mn1.40～1.65、P≤0.010、S≤0.005、微合金化元素(V+Nb+Ti+Mo+B)≤0.30、Als≤0.050，其它為Fe和殘留元素。本發(fā)明的生產(chǎn)方法包括鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉、LF精煉、VD真空精煉、連續(xù)鑄鋼、加熱、TMCP軋制、控冷、堆垛緩冷。對鐵水預(yù)處理到鋼板堆垛緩冷整改過程，制訂了嚴(yán)格的工藝點(diǎn)控制標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格執(zhí)行，產(chǎn)品的實(shí)物質(zhì)量優(yōu)良，性能富余量較大，其中屈服富余量在50～100MPa，抗拉富余量在30～60MPa，伸長率富余量為2～4%，沖擊性能達(dá)到了-60℃水平。采用TMCP工藝一次生產(chǎn)合格，不需進(jìn)行回火或調(diào)質(zhì)處理，大降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號C22C38/04GK102051522SQ20101059765
公開日2011年5月11日 申請日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月21日
發(fā)明者于颯, 宋君君, 崔冠軍, 張立新, 朱書成, 李亮, 李忠波, 王嘎, 羅濤, 袁永旗, 許少普, 高照海 申請人:南陽漢冶特鋼有限公司