專利名稱：一種易成型高強(qiáng)度中厚鋼板的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煉鋼技術(shù)，是一種易成型高強(qiáng)中厚鋼板的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
隨著冶金工業(yè)的發(fā)展，屈服550MPa以上高強(qiáng)鋼板的生產(chǎn)發(fā)生了巨大的變革，從傳統(tǒng)的再加熱淬火+回火(即RQ+T)工藝發(fā)展到TMCP、TMCP+T、DQ+T、Q+P、Q+P+T，特別是近幾年軋后在線直接淬火((Direct Quenching,簡(jiǎn)稱DQ))工藝獲得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，廣泛用于高強(qiáng)鋼板的生產(chǎn)。現(xiàn)在DQ工藝生產(chǎn)的高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼較其他工藝生產(chǎn)的高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，在力學(xué)性能相當(dāng)?shù)那闆r下可大幅度減少合金元素含量而降低碳當(dāng)量，改善焊接等工藝性能，收到高效、節(jié)材、節(jié)能和降耗的多重效果；在大致相同成分的情況下，與其他工藝相比鋼板強(qiáng)度更高、塑性及韌性更好，常規(guī)檢驗(yàn)均能滿足交貨技術(shù)條件的要求。但是在實(shí)際使用中，鋼板的屈強(qiáng)比高，特別是鋼板冷彎開(kāi)裂導(dǎo)致成型性能差，用戶大量提出質(zhì)量異議，拒絕使用DQ生產(chǎn)的高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板。仔細(xì)分析發(fā)現(xiàn)，DQ工藝生產(chǎn)的高強(qiáng)度鋼板位錯(cuò)密度高、屈服強(qiáng)度高，導(dǎo)致屈強(qiáng)比高。交貨要求冷彎性能檢驗(yàn)為窄冷彎試樣，而用戶實(shí)際使用的要求是冷彎成型為寬冷彎；鋼板拉伸檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)均勻延伸低，拉伸斷口為韌性斷裂確但存在分層，同時(shí)分層面是典型的脆性斷裂。低屈強(qiáng)比Q800E中厚高強(qiáng)鋼板交貨技術(shù)條件:化學(xué)成分要求如表1，根據(jù)需要生產(chǎn)廠可添加其中一種或幾種合金元素，最大值應(yīng)符合表中規(guī)定，其含量應(yīng)在質(zhì)量證明書中報(bào)告，鋼中至少應(yīng)添加Nb、T1、V、Al中的一種細(xì)化晶粒元素，其中至少一種元素的最小量為
0.015% (對(duì)于Al為Als)，也 可用Alt替代Als，此時(shí)最小量為0.018%,CEV= C + Mn/6 +(Cr + Mo + V) /5 + (Ni + Cu) /15 ;力學(xué)性能要求如表2，拉伸試驗(yàn)適用于橫向試樣，沖擊試驗(yàn)適用于縱向試樣，當(dāng)屈服現(xiàn)象不明顯時(shí)，采用Rpa 2。表I厚度< 50mmQ800E鋼化學(xué)成分要求(%)
C Si Mn P S Cu Cr Ni Mo B ￥ Nb Ti 2EY "
不大于
—0.20 I 0.80 I 2.00 |0.020 I 0.010 I 0.50 I 1.50 | 2.00 | 0.TO | 0.0050 | 0.12 | 0.06 | 0.05 | 0.7:
表2厚度< 50mm Q800E鋼力學(xué)性能要求
一拉伸試驗(yàn)沖擊試驗(yàn)
^屈服強(qiáng)度^ 抗拉強(qiáng)度斷后伸長(zhǎng)率沖擊吸收能重(縱向)
ReE/Wa.Rm/MPaΑ/%-4θ KV2/J
840 1000 I 13 I2Τ
DQ工藝生產(chǎn)高強(qiáng)鋼板專利如中國(guó)專利申請(qǐng)200910046581.1 “一種超細(xì)晶貝氏體高強(qiáng)鋼及其制造方法”，201010101815.0 “一種低成本屈服強(qiáng)度700MPa非調(diào)質(zhì)處理高強(qiáng)度鋼板及其制造方法”，201210011762.2 “低屈強(qiáng)比易焊接高強(qiáng)鋼板及其制備工藝”，201110181602.8 “采用直接淬火工藝生產(chǎn)石油儲(chǔ)罐鋼板的方法”。其中前三項(xiàng)為TMCP工藝生產(chǎn)高強(qiáng)鋼板，后一項(xiàng)采用的是DQ+T工藝生產(chǎn)高強(qiáng)鋼板，但是鋼板成分中含有B導(dǎo)致鋼板屈強(qiáng)比高、鋼板均勻延伸率低、冷彎成型開(kāi)裂。總之，傳統(tǒng)的直接淬火+回火工藝(DQ+T)生產(chǎn)的高強(qiáng)度鋼板有如下缺點(diǎn):鋼板成分中均含有B元素，鋼板淬透性好，生產(chǎn)出鋼板強(qiáng)度高、沖擊高、延伸率較高，但是均勻延伸< 7%、鋼板屈強(qiáng)比> 0.96 ;鋼板屈強(qiáng)比高，難以滿足有關(guān)設(shè)計(jì)的實(shí)際使用要求；鋼板均勻延伸低，鋼板拉伸試驗(yàn)時(shí)斷口出現(xiàn)分層現(xiàn)象，用戶認(rèn)為是鋼板存在分層現(xiàn)象；鋼板按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定取樣檢驗(yàn)冷彎合格，但是寬冷彎及實(shí)際鋼板彎曲大部分開(kāi)裂，即冷彎成型性能差；鋼板軋后傳統(tǒng)DQ工藝中冷卻速度> 35°C /s，導(dǎo)致屈強(qiáng)比不受控制。

發(fā)明內(nèi)容
本專利旨有提供一種易成型高強(qiáng)中厚鋼板的生產(chǎn)方法，生產(chǎn)厚度為8 30mm易成型、易焊接、低屈強(qiáng)比Q800E中厚高強(qiáng)鋼板，滿足工程機(jī)械、礦用機(jī)械等制造行業(yè)的需求。本發(fā)明的技術(shù)方案:
一種易成型高強(qiáng)中厚鋼板的生產(chǎn)方法，其工藝步驟為轉(zhuǎn)爐煉鋼一鋼包爐精煉一真空處理一連鑄一加熱一軋制一預(yù)矯直一在線淬火一回火熱處理。其特征在于:
鋼的質(zhì)量百分組成為:c=0.07 0.09，Si=0.15 0.30，Μη=1.60 1.80，P 彡 0.015，S 彡 0.005，Nb+V+ Ti ( 0.10，Cr+ Mo ( 0.50，Alt 彡 0.020，Pcm ( 0.23。主要工藝步驟為:
a.轉(zhuǎn)爐煉鋼:鐵水硫含量控制在S彡0.020%,溫度> 12500C，鐵水入轉(zhuǎn)爐前將渣扒干凈；轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)控制目標(biāo)為C-T協(xié)·調(diào)出鋼P(yáng)彡0.015%，S彡0.020% ;擋渣出鋼渣厚彡50mm,出鋼時(shí)間Γ7π η ;出鋼1/5加入合金，出鋼2/5加完合金；出鋼后打入Al線不少于250 300m脫氧。b.鋼包爐精煉:LF爐控制鋼水通電時(shí)間> 20min,總吹氬時(shí)間> 40分鐘，白渣保持時(shí)間彡15min ;喂Al線調(diào)Alt,鋼水出站定氧< 5ppm ；出站時(shí)喂SiCa線或FeCa線40(T700m，出站前對(duì)鋼水進(jìn)行軟吹氬操作，軟吹氬時(shí)間應(yīng)大于5min ；VD爐控制鋼水進(jìn)VD爐全程吹氬，總吹氬時(shí)間彡35分鐘；抽真空目標(biāo)0.5 tor以下，保持時(shí)間不小于15min ;鋼水出VD爐前軟吹大于12分鐘，出站上連鑄臺(tái)溫度1555 1565°C。c.連鑄:目標(biāo)鋼水過(guò)熱度15°C，液相線溫度1517°C，中包典型溫度1527_1537°C ；鑄還厚度 180 mm、220mm、260mm、300mm 的最大拉速分別為為 1.3 m/min、1.2m/min、1.0m/min、0.8 m/min.。d.軋制:加熱爐加熱段溫度1210 1240°C，均熱段溫度1200 1220°C，板坯采用熱裝爐加熱，加熱速度6 lOmin/cm ;粗乳I階段開(kāi)軋溫度彡1050°C，終軋溫度彡980°C，中間坯厚度大于等于3倍成品厚度I隊(duì)段軋制采用大壓下制度，保證展寬后有連續(xù)2道次壓下率> 15% ;精軋II階段開(kāi)軋溫度88(Tl00(rC，終軋溫度83(T920°C，精軋前幾個(gè)道次壓下
率彡13%。e.在線淬火:開(kāi)冷溫度彡800°C，終冷溫度彡160°C，冷速25 35°C /s。f.回火熱處理:回火溫度63(T650°C、回火時(shí)間(板厚+70)min，空冷。
本發(fā)明專利具備易成型的高強(qiáng)鋼板特點(diǎn)，組織為回火板條貝氏體+回火針狀鐵素體+少量回火粒狀貝氏體。其技術(shù)原理是控制在線淬火的冷卻速度，降低在線淬火后鋼板的位錯(cuò)密度，從而降低屈服強(qiáng)度、降低鋼板的屈強(qiáng)比；鋼中不添加B元素提高鋼板淬火后針狀鐵素體的含量，從而大幅度提高鋼板形變時(shí)的均勻延伸；均勻延伸的提高及位錯(cuò)密度降低減少了鋼板在冷彎成型時(shí)橫向開(kāi)裂的可能；Pcm0.23%以下的成分設(shè)計(jì)，提高了鋼板的焊接性能，該鋼板在不預(yù)熱及低預(yù)熱的條件下可正常焊接；熱鑄坯直裝及在線淬火降低了加熱的燃料消耗；合金的大幅度降低、離線淬火工藝路線的去除、熱鑄坯的直接裝爐等措施，極大地降低了鋼板的生產(chǎn)成本。因此，與現(xiàn)有DQ工藝生產(chǎn)的高強(qiáng)鋼技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):鋼板200mm寬冷彎完好，鋼板實(shí)物冷彎性能滿足用戶易成型的要求；鋼板屈強(qiáng)比小于0.92，均勻延伸率大于8%，滿足相關(guān)設(shè)計(jì)的使用要求；強(qiáng)塑積提高35%以上，提高了高強(qiáng)鋼板抵抗動(dòng)態(tài)載荷作用能力，提升了設(shè)備的安全性；連鑄坯的熱裝及在線淬火降低了生產(chǎn)成本；Pcm0.21%以下的成分設(shè)計(jì)，提高了高強(qiáng)鋼板的焊接性能。


圖1、圖2分別為本發(fā)明方法生產(chǎn)的Q800E鋼金相組織圖、拉伸曲線圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1:20mm Q800E鋼板生產(chǎn)方法 鋼的化學(xué)組成如表3。表3 20_ Q800E鋼板成分實(shí)績(jī)(％)
權(quán)利要求
1.一種易成型高強(qiáng)中厚鋼板的生產(chǎn)方法，工藝步驟為轉(zhuǎn)爐煉鋼一鋼包爐精煉一真空處理一連鑄一加熱一軋制一預(yù)矯直一在線淬火一回火熱處理，其特征在于: 鋼的質(zhì)量百分組成為:c=0.07 0.09，Si=0.15 0.30，Μη=1.60 1.80，P≤ 0.015，S ≤ 0.005，Nb+V+ Ti ( 0.10，Cr+ Mo ( 0.50，Alt ≥ 0.020，Pcm ^ 0.23 ； 主要工藝步驟為: a.轉(zhuǎn)爐煉鋼:鐵水硫含量控制在S≤0.020%,溫度> 12500C，鐵水入轉(zhuǎn)爐前將渣扒干凈；轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)控制目標(biāo)為C-T協(xié)調(diào)出鋼P(yáng)≤0.015%，S≤0.020% ;擋渣出鋼渣厚≤50mm,出鋼時(shí)間Γ7π η ;出鋼1/5加入合金，出鋼2/5加完合金；出鋼后打入Al線不少于250 300m脫氧； b.鋼包爐精煉:LF爐控制鋼水通電時(shí)間>20min,總吹氬時(shí)間> 40分鐘，白渣保持時(shí)間> 15min ;喂Al線調(diào)Alt,鋼水出站定氧< 5ppm ;出站時(shí)喂SiCa線或FeCa線400 700m,出站前對(duì)鋼水進(jìn)行軟吹IS操作，軟吹IS時(shí)間應(yīng)大于5min ；VD爐控制鋼水進(jìn)VD爐全程吹気，總吹氬時(shí)間彡35分鐘；抽真空目標(biāo)0.5 tor以下，保持時(shí)間不小于15min ;鋼水出VD爐前軟吹大于12分鐘，出站上連鑄臺(tái)溫度1555 1565°C ； c.連鑄:目標(biāo)鋼水過(guò)熱度15°C，液相線溫度1517°C，中包典型溫度1527-1537°C;鑄坯厚度 180 mm、220mm、260mm、300mm的最大拉速分別為為 1.3 m/min、1.2m/min、1.0m/min、0.8m/min.； d.軋制:加熱爐加熱段溫度1210 1240°C,均熱段溫度1200 1220 V，板坯采用熱裝爐加熱，加熱速度6 lOmin/cm;粗軋I階段開(kāi)軋溫度≥ 1050°C，終軋溫度≥980°C，中間坯厚度大于等于3倍成品厚度階段軋制采用大壓下制度，保證展寬后有連續(xù)2道次壓下率> 15% ;精軋II階段開(kāi)軋溫度88(Tl00(rC，終軋溫度83(T920°C，精軋前幾個(gè)道次壓下率> 13% ； e.在線淬火:開(kāi)冷溫度≥800°C，終冷溫度≤160°C，冷速25 35°C/s ； f.回火熱處理:回火溫度63(T650°C，回火時(shí)間(板厚+70)min，空冷。
全文摘要
一種易成型高強(qiáng)中厚鋼板的生產(chǎn)方法，工藝步驟為轉(zhuǎn)爐煉鋼→鋼包爐精煉→真空處理→連鑄→加熱→軋制→預(yù)矯直→在線淬火→回火熱處理。鋼的質(zhì)量百分組成為C=0.07~0.09，Si=0.15~0.30，Mn=1.60~1.80，P≤0.015，S≤0.005，Nb+V+Ti≤0.10，Cr+Mo≤0.50，Alt≥0.020，Pcm≤0.23。本方法生產(chǎn)的Q800E鋼板200mm寬冷彎完好，鋼板實(shí)物冷彎性能滿足用戶易成型的要求；鋼板屈強(qiáng)比小于0.92，均勻延伸率大于8%，滿足相關(guān)設(shè)計(jì)的使用要求；強(qiáng)塑積提高35%以上，提高了高強(qiáng)鋼板抵抗動(dòng)態(tài)載荷作用能力，提升了設(shè)備的安全性；連鑄坯的熱裝及在線淬火降低了生產(chǎn)成本；Pcm0.23%以下的成分設(shè)計(jì)，提高了高強(qiáng)鋼板的焊接性能。
文檔編號(hào)C22C38/06GK103233176SQ20131017362
公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月13日
發(fā)明者楊云清, 曹志強(qiáng), 劉建兵, 吳清明, 楊俊 , 杜江, 張青學(xué), 李玉路, 王東梅, 譚小斌, 高海亮, 唐治宇, 易超, 高擎 申請(qǐng)人:湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司