專利名稱：一種q390e-z35低合金高強(qiáng)度厚板的制造方法
一種Q390E-Z35低合金高強(qiáng)度厚板的制造方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于厚鋼板生產(chǎn)領(lǐng)域，具體地說是一種Q390E-Z35低合金高強(qiáng)度厚板的制 造方法。
背景技術(shù)：
近年來，由于超高層、大跨度鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)項目的不斷增加，能源、交通、建筑、造船、 機(jī)械制造等行業(yè)用厚板、特厚板市場需求量越來越大。目前，雖然建筑結(jié)構(gòu)用厚板市場中 Q345級別厚板占大多數(shù)，但是高級別結(jié)構(gòu)用厚板的需求也在不斷提高。這些鋼板不但要求 具有較高的強(qiáng)度和塑性，還要求具有較低的屈強(qiáng)比、良好的低溫韌性、良好的抗層狀撕裂性 能和焊接性能。
厚鋼板受連鑄坯料尺寸、形變均勻性、壓縮比、軋鋼節(jié)奏等條件限制，鋼板的強(qiáng)度、 韌性性能不穩(wěn)定，合格率往往較低。目前，國內(nèi)只有少數(shù)廠家具有生產(chǎn)厚鋼板的能力，且都 是采用能力較強(qiáng)的寬厚板軋機(jī)，對設(shè)備要求很高。如能在軋機(jī)能力稍差的鋼廠實現(xiàn)用連鑄 坯生產(chǎn)強(qiáng)度和韌性級別較高的厚鋼板將會具有非常重要的意義。發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有普通軋機(jī)不能生產(chǎn)厚鋼板的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種厚 Q390E-Z35低合金高強(qiáng)度厚板的制造方法，該制造方法利用連鑄坯，在中板軋機(jī)上采用控軋 控冷加正火的生產(chǎn)工藝制造出滿足國標(biāo)要求的Q390E-Z35厚板。
本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種Q390E-Z35低合金高強(qiáng)度厚板的制造方法，其特征在于該制造方法采用控軋控冷 工藝加正火工藝進(jìn)行生產(chǎn)，包括如下工藝(1)坯料選擇連鑄坯料的化學(xué)成分為C:0. 15 0. 18%，Mn :1. 30 1. 50%, Si 0. 18 0. 25%, P 彡 0. 015%, S 彡 0. 005%, Nb :0. 020 0. 035%, V :0. 020 0. 050%, Al 0. 020 0. 035%，余量為!^e及不可避免的雜質(zhì)；(2)軋制工藝選擇上述連鑄坯料，加熱溫度為1200 1250°C，保溫時間為240 270min,出爐溫度為1180 1230°C ；軋制方法采用奧氏體再結(jié)晶區(qū)和奧氏體未再結(jié)晶區(qū)兩 階段控制軋制，粗軋每道次壓下率10 20%，終軋溫度1020 1050°C，粗軋成1. 7 2. 0 倍成品厚度的中間坯；精軋開軋溫度為850 870°C，每道次壓下率為8 12% ；(3)軋后冷卻工藝采用層流冷卻，終冷溫度650 700°C，冷卻速率5 10°C/s ；(4)采用高溫下線緩冷工藝鋼板熱矯后置于冷床冷卻，下線溫度430 450°C，鋼板下 線后采用堆冷，堆冷時間6(Γ72小時；(5)正火工藝鋼板正火溫度87(T900°C，保溫1 3小時后上冷床空冷，得到 Q390E-Z35低合金高強(qiáng)度厚板。
本發(fā)明特別適用于采用厚度為^Omm的連鑄坯料來制造75mm厚Q390E-Z35低合金高強(qiáng)度厚板。
連鑄坯料的化學(xué)成分優(yōu)選為C :0. 16 0. 17%, Mn :1. 36 1. 40%, Si :0. 20 0. 24%, P ^ 0. 012%, S ^ 0. 002%, Nb :0. 025 0. 030%, V :0. 038 0. 042%, Al :0. 020 0. 035%，余量為！^及不可避免的雜質(zhì)。
本發(fā)明化學(xué)成分的設(shè)計依據(jù)是1、碳含量控制在0.15^0. 18%是為了在保證鋼板強(qiáng)度的同時，避免C元素對鋼塑性、韌 性以及焊接性的危害2、錳在所述鋼中會推遲奧氏體向鐵素體的轉(zhuǎn)變，擴(kuò)大了奧氏體未再結(jié)晶的范圍，從而 可以更加充分利用奧氏體未再結(jié)晶控制軋制和軋后控制冷卻來對細(xì)化鋼板的晶粒尺寸，提 高鋼的強(qiáng)度和韌性。當(dāng)錳的含量低于1.20%時，上述作用不顯著，使強(qiáng)度和韌性偏低。當(dāng) 錳的含量高于1. 60%時，易在連鑄坯和軋態(tài)厚鋼板中形成嚴(yán)重的帶狀偏析和帶狀珠光體組 織，造成接頭部位層狀撕裂?？紤]到鋼板性能和成分的因素，本發(fā)明中鋼板的錳含量應(yīng)控制 在1. 30 1. 50%的范圍內(nèi)。
3、Si元素容易偏聚于晶界，降低晶界表面能，使鋼產(chǎn)生沿晶斷裂。此外，在連鑄 坯加熱時Si元素容易在基體與氧化鐵皮界面處生成尖晶橄欖石(Fe2SiO4),當(dāng)溫度高于 1175°C時，！^e2SiO4會從固相變?yōu)橐合?，熔融?^e2SiO4會顯著的促進(jìn)氧化鐵皮氣孔聚集變 大，這將會加速鋼表面的氧化。！^e2SiO4會與FeO形成一種共析物，這種共析物很難在粗除 磷除掉，在隨后的熱軋過程中有時會壓入鋼板而造成表面缺陷，因此，硅的含量不宜高于 0. 25% ；但由于硅是煉鋼時最有效的脫氧元素之一，當(dāng)硅含量低于0. 10%時，鋼水易被氧化。 因此，硅含量應(yīng)盡量控制在0. 18 0. 25%的范圍內(nèi)。
4、硫和磷嚴(yán)重?fù)p害所述鋼和焊接近縫區(qū)的低溫韌性。因此，硫、磷含量應(yīng)分別控 制在彡0. 005%和彡0. 015%以下。
5、微量鈮的溶質(zhì)拖曳作用和Nb (C，N)對奧氏體晶界的釘扎作用，均抑制形變奧氏 體的再結(jié)晶，結(jié)合TMCP，可以細(xì)化鐵素體晶粒，但過高的鈮，促進(jìn)連鑄坯產(chǎn)生表面裂紋，且促 進(jìn)焊接近縫區(qū)形成粗大的M-A島，因此，鈮含量應(yīng)控制在0. 02 0. 035%的范圍內(nèi)。釩在 所述鋼中與氮結(jié)合形成VN粒子，VN粒子在鋼板層流冷卻的返紅過程中析出，可提高鋼的強(qiáng) 度。當(dāng)釩的含量低于0.010%時，上述作用不顯著。但是，隨著釩含量的增加，焊接近縫區(qū)中 M-A島脆性相有增多的趨勢，降低焊接性能。因此，釩含量應(yīng)控制在0. 02 0. 05%。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點1、通過本發(fā)明，采用連鑄坯進(jìn)行生產(chǎn)時，可以在軋機(jī)能力較低的中板軋機(jī)上生產(chǎn) Q390E-Z35低合金高強(qiáng)度厚板，對設(shè)備要求不高，適合推廣應(yīng)用，且生產(chǎn)工藝簡便，鋼板性能質(zhì)量穩(wěn)定。特別適合采用260mm厚連鑄坯生產(chǎn)75mm厚Q390E-Z35低合金高 強(qiáng)度厚板。
2、本發(fā)明得到的Q390E-Z35低合金高強(qiáng)度厚板其綜合性能為屈服強(qiáng)度 ReL385"425MPa,抗拉強(qiáng)度Rm57(T630MPa，斷后伸長率δ 5彡30%,斷面收縮率彡55%，_40°C沖 擊功Akv≥70J，冷彎性能合格。
本發(fā)明通過對控軋控冷工藝生產(chǎn)的鋼板進(jìn)行正火處理，可以改善鋼板組織，提高 鋼板性能。利用該工藝生產(chǎn)Q390E-Z35厚板對軋機(jī)能力要求不高，適合于多數(shù)中厚板廠，鋼 板綜合力學(xué)性能良好，具有優(yōu)良的抗層狀撕裂能力。


圖1為本發(fā)明75mm Q390E-Z35低合金高強(qiáng)度厚板的表面金相照片。
圖2為本發(fā)明75mm Q390E-Z35低合金高強(qiáng)度厚板的四分之一處金相照片。
圖3為本發(fā)明75mm Q390E-Z35低合金高強(qiáng)度厚板的心部金相照片。
具體實施方式
以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
一種75mm厚Q390E-Z35低合金高強(qiáng)度厚板制造方法，連鑄坯料厚度為260mm。
按本發(fā)明所述方法，試制了 5爐試驗鋼作為實施例。工藝流程為轉(zhuǎn)爐冶煉一LF 精煉一RH真空處理一鋼坯連鑄一鋼坯驗收一表面清理一鋼坯加熱一高壓水除鱗一粗軋機(jī) 軋制一中間坯待溫一精軋機(jī)軋制一ACC —矯直一高溫下線緩冷一正火一冷床緩冷一檢查 —入庫。
(1)連鑄坯料厚度為260mm，坯料化學(xué)成分見表1。
表1本發(fā)明實施例的化學(xué)成分(wt，%)
權(quán)利要求
1.一種Q390E-Z35低合金高強(qiáng)度厚板的制造方法，其特征在于該制造方法采用控軋控 冷工藝加正火工藝進(jìn)行生產(chǎn)，包括如下工藝(1)坯料選擇連鑄坯料的化學(xué)成分為C:0. 15 0. 18%，Mn :1. 30 1. 50%, Si 0. 18 0. 25%, P 彡 0. 015%, S 彡 0. 005%, Nb :0. 020 0. 035%, V :0. 020 0. 050%, Al 0. 020 0. 035%，余量為!^e及不可避免的雜質(zhì)；(2)軋制工藝選擇上述連鑄坯料，加熱溫度為1200 1250°C，保溫時間為240 270min,出爐溫度為1180 1230°C ；軋制方法采用奧氏體再結(jié)晶區(qū)和奧氏體未再結(jié)晶區(qū)兩 階段控制軋制，粗軋每道次壓下率10 20%，終軋溫度1020 1050°C，粗軋成1. 7 2. 0 倍成品厚度的中間坯；精軋開軋溫度為850 870°C，每道次壓下率為8 12% ；(3)軋后冷卻工藝采用層流冷卻，終冷溫度650 700°C，冷卻速率5 10°C/s ；(4)采用高溫下線緩冷工藝鋼板熱矯后置于冷床冷卻，下線溫度430 450°C，鋼板下 線后采用堆冷，堆冷時間6(Γ72小時；(5)正火工藝鋼板正火溫度87(T900°C，保溫1 3小時后上冷床空冷，得到 Q390E-Z35低合金高強(qiáng)度厚板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Q390E-Z35低合金高強(qiáng)度厚板的制造方法，其特征在于采 用厚度為260mm的連鑄坯料，得到75mm厚Q390E-Z35低合金高強(qiáng)度厚板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Q390E-Z35低合金高強(qiáng)度厚板的制造方法，其特征在于連 鑄坯料的化學(xué)成分為:C :0. 16 0. 17%, Mn :1. 36 1. 40%, Si :0. 20 0. 24%, P 彡 0. 012%, S ^ 0. 002%, Nb 0. 025 0. 030%, V :0. 038 0. 042%, Al :0. 020 0. 035%，余量為 Fe 及 不可避免的雜質(zhì)。
全文摘要
一種Q390E-Z35低合金高強(qiáng)度厚板的制造方法，該鋼的化學(xué)成分按重量百分比為C0.15～0.18%，Mn1.30～1.50%，Si0.18～0.25%，P≤0.015%，S≤0.005%，Nb0.020～0.035%，V0.020～0.050%，Al0.020～0.035%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。生產(chǎn)工藝為連鑄坯經(jīng)過控軋控冷后得到厚鋼板，加熱到正火溫度870~900℃，保溫2小時左右后在冷床上空冷。本發(fā)明通過對控軋控冷工藝生產(chǎn)的鋼板進(jìn)行正火處理，可以改善鋼板組織，提高鋼板性能。利用該工藝生產(chǎn)Q390E-Z35厚板對軋機(jī)能力要求不高，適合于多數(shù)中厚板廠，鋼板綜合力學(xué)性能良好，具有優(yōu)良的抗層狀撕裂能力。
文檔編號C22C38/12GK102041446SQ20111000274
公開日2011年5月4日 申請日期2011年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月7日
發(fā)明者王曉文, 王端軍, 邱紅雷, 郭佳林 申請人:南京鋼鐵股份有限公司