一種70kg級TMCP型高強鋼及其延伸率檢測試樣的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種70kg級TMCP型高強鋼及其延伸率檢測試樣的制造方法。本發(fā)明采用低碳、高錳加硼的成分設(shè)計，TMCP工藝生產(chǎn)，終軋溫度810-850℃，終冷溫度450-550℃，進一步冷床冷卻后在100-150℃下線堆垛緩冷至少72小時，得到70kg級TMCP型高強鋼。進一步火切取樣，集中堆放24小時，試樣表面覆蓋石棉進行保溫，試樣全部加工成Φ10的圓棒試樣，即得到延伸率檢測試樣。本發(fā)明通過對鋼板進行堆垛緩冷處理，釋放鋼板內(nèi)部殘余應(yīng)力，大大提高了鋼板的斷后延伸率，使鋼板的延伸率達到18％以上。通過試樣特殊切割及保溫處理，減少火切對性能的影響，并加工成圓棒試樣，使產(chǎn)品的檢測合格率大于98％。
【專利說明】—種70kg級TMCP型高強鋼及其延伸率檢測試樣的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高強鋼及其檢測試樣的制造方法，具體是一種70kg級TMCP型高強鋼及其延伸率檢測試樣的制造方法，屬于冶金【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]70kg級高強鋼是低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼板，主要供給機械、煤炭、運輸和礦山等工業(yè)部門，用于重要的高強度結(jié)構(gòu)件、工程機械、礦山鋼結(jié)構(gòu)件等。目前70kg級高強鋼生產(chǎn)主要采用TMCP生產(chǎn)工藝。TMCP (熱機械控制工藝)是在熱軋過程中，在控制加熱溫度、軋制溫度和壓下量的控制軋制的基礎(chǔ)上，再實施空冷或控制冷卻及加速冷卻的技術(shù)總稱。由于TMCP工藝在不添加過多合金元素，也不需要復(fù)雜的后續(xù)熱處理的條件下生產(chǎn)出高強度高韌性的鋼材，被認(rèn)為是一項節(jié)約合金和能源并有利于環(huán)保的工藝。
[0003]傳統(tǒng)的70kg級高強鋼TMCP工藝具體如下。成分設(shè)計:C:0.06~0.010%, Si:
0.25 ~0.40%, Mn:1.55 ~1.70%, P ≤ 0.015%, S ≤ 0.010%, Cr:0.15 ~0.25%, Nb:
0.025 ~0.040%, N1:0.03 ~0.06%, B:0.0010 ~0.0020%, T1:0.010 ~0.030%, Alt:
0.020~0.050%，V:0.025~0.040%，其他為Fe和殘余元素。冶煉時要求嚴(yán)格控制鋼中P、S等有害元素含量，竭力提高鋼水潔凈度，連鑄澆鑄出的合格板坯堆垛緩冷后加熱，通過合理的軋制工藝及水冷技術(shù)，得到優(yōu)質(zhì)的高強度結(jié)構(gòu)用鋼鋼板。主要工藝技術(shù)如下:KR鐵水脫硫預(yù)處理一轉(zhuǎn)爐冶煉一(脫氧合金化)—CAS精煉一LF精煉一VD (RH) — CCM連鑄一鑄坯緩冷48h以上一板坯再加熱一高壓水除鱗一雙機架控軋一(預(yù)矯直)一控冷一矯直一冷床冷卻一切割、取樣一檢查一噴號打印一入庫。
[0004]由于目前采用的TMCP工藝以大壓下量軋制為基礎(chǔ)，軋后快速進入水冷進行冷卻，終冷溫度在貝氏體中溫轉(zhuǎn)變區(qū)間(450-550°C )，鋼板的強化以細晶強化、位錯強化為主，由于軋后的急冷導(dǎo)致鋼板內(nèi)部存在較大的內(nèi)應(yīng)力，而軋后的快速取樣檢驗導(dǎo)致鋼板沒有足夠的自回火時間，因而表現(xiàn)出來的特點是鋼板的延伸性能偏低。同時生產(chǎn)廠家的試樣加工方式均采用板條試樣加工方法，其尺寸寬長為:80*460mm(加工完畢寬度為30mm，開肩30°C )，造成鋼板檢測延伸率不夠(斷后伸長率一般在14%左右)。同時，如果將該鋼板交付客戶后，客戶普遍采用圓棒檢測，檢測結(jié)果表明:60-70%的鋼板斷后伸長率符合國標(biāo)(國標(biāo)要求斷后伸長率> 16.0)。因此，由于鋼板本身的延伸率達標(biāo)率偏低，同時由于生產(chǎn)廠家自己取樣方式的不合適，造成廠家自己檢測的產(chǎn)品的延伸率完全不合格，影響了訂單交付及客戶的使用周期。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了使70kg級TMCP型高強鋼的斷后伸長率檢測結(jié)果滿足國標(biāo)要求，并順利的交付客戶使用，本發(fā)明提供了一種70kg級TMCP型高強鋼的制造方法，該方法制造的70kg級TMCP型高強鋼的斷后伸長率> 18%。本發(fā)明還提供了該鋼種的延伸率檢測試樣的制造方法，該試樣能真實的反映鋼板的延伸率性能，斷后伸長率的檢測合格率> 98%。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種70kg級TMCP型高強鋼的制造方法，其特征是，
[0007](I)采用低碳、高錳加硼的成分設(shè)計，C:0.05~0.09wt%,Mn:1.55~1.75wt%,B:0.0010~0.0020wt%，其余為鐵以及不可避免的雜質(zhì)；
[0008](2)采用TMCP工藝生產(chǎn)，終軋溫度810-850 V，終冷溫度450-550 °C，冷速15-20 0C /S ；
[0009](3)將步驟⑵終冷后的鋼板進一步通過冷床冷卻至100-150 °C，然后在100-150°C范圍內(nèi)下線堆垛緩冷，鋼板緩冷時間大于72小時，得到本發(fā)明的70kg級TMCP型
高強鋼。
[0010]進一步地，本發(fā)明的70kg級TMCP型高強鋼的延伸率檢測試樣的制造方法，其特征是，
[0011](4)在上述步驟(3)堆垛緩冷的基礎(chǔ)上，火切取樣，試樣寬度要求120mm，取樣完成后試樣集中堆放24小時，試樣表面覆蓋石棉進行保溫^O-S(TC)；
[0012](5)試樣全部加工成Φ10的圓棒試樣，即得到該鋼板的延伸率檢測試樣，以該試樣進行力學(xué)檢驗。 [0013]本發(fā)明采用TMCP工藝進行生產(chǎn)，采用堆垛緩冷(堆垛高度不允許超過2米)，釋放鋼板內(nèi)部殘余應(yīng)力，然后通過試樣特殊切割及保溫處理，減少火切對性能的影響，因鋼板采取火焰切割取樣(1600°C )邊部溫度高相當(dāng)于一次回火過程，因而要求鋼板試樣寬*長:120*460mm,采用圓棒加工方式對試樣進行檢測(圓棒直徑為Φ IOmm),去掉因火焰切割造成試樣內(nèi)部組織的影響，使試樣能真實的反映鋼板的延伸率，提高了性能合格率水平。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
[0015](I)本發(fā)明采用低碳、高錳加硼的成分設(shè)計，不添加合金元素，降低鋼板使用成本；
[0016](2)通過對鋼板進行堆垛緩冷處理，釋放鋼板內(nèi)部殘余應(yīng)力，大大提高了鋼板的斷后延伸率，使鋼板的延伸率達到18%以上；
[0017](3)通過試樣特殊切割及保溫處理，減少火切對性能的影響，并按照客戶的檢驗方式對齊進行加工成圓棒試樣(直徑OlOmm)，使試樣能真實的反映產(chǎn)品的延伸率性能，產(chǎn)品的檢測合格率大于98 %。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為實施例1制備的25mm規(guī)格Q550D-Z鋼板的不同位置的金相組織照片；其中A圖、B圖和C圖分別為邊部、1/4和中心處的金相組織照片；
[0019]圖2為實施例1制備的30mm規(guī)格Q550D-Z鋼板的不同位置的金相組織照片；其中A圖、B圖和C圖分別為邊部、1/4和中心處的金相組織照片；
[0020]圖3為實施例2制備的20mm規(guī)格Q550D-Z鋼板的不同位置的金相組織照片；其中A圖、B圖和C圖分別為邊部、1/4和中心處的金相組織照片。
【具體實施方式】
[0021]通過以下具體實施例來進一步說明本發(fā)明:[0022]實施例1
[0023]a.采用KR鐵水脫硫預(yù)處理一轉(zhuǎn)爐冶煉一(脫氧合金化)—CAS精煉一LF精煉—VD(RH)工藝，使精煉結(jié)束時的鋼水成分的重量百分?jǐn)?shù)含量)控制在C:0.05%, Mn:
1.75%, B:0.0013%, P ≤ 0.015%, S ≤ 0.010% ；
[0024]b.采用CCM機連鑄，得到250*2000*2700mm的連鑄坯，然后鑄坯緩冷48h以上；
[0025]c.板坯再加熱:冷料加熱速率按照10min/cm以上進行控制，加熱溫度為1100°C~1220 0C ；
[0026]d.除鱗:高壓水除鱗，一次除鱗達到100%，出爐溫度(除鱗后測量最大溫度):1060±10°C ；
[0027]e.軋制(粗軋+精軋):粗、精軋分階段軋制各軋制8道次，粗軋機最大道次壓下量35mm、最大道次壓下率35%。空道次增加除鱗，精軋第一道次除鱗。精軋開軋前修正溫度，確保實際溫度與計算吻合，終軋溫度目標(biāo)810± 10°C。預(yù)矯直半自動模式矯直，預(yù)矯直機入口壓下量≥8mm。軋制成厚度為25和30毫米的鋼板；
[0028]f.水冷工藝:開冷溫度765±10°C (二級上傳平均溫度)，冷速速率16 °C/S，Q550D-Z終冷溫度范圍540±15°C ;然后冷床冷卻至120_130°C ；
[0029]g.鋼板緩冷工藝:鋼板120-130°C下線堆垛緩冷，鋼板緩冷時間72小時。根據(jù)客戶要求剪切尺寸，按照5張組吊放置，并且最上面南北兩側(cè)每2米放置墊鐵進行堆垛緩冷(堆垛高度不允許超過2米)。
[0030]取樣工藝:火切取樣，試樣寬度120mm，試樣集中堆放并在試樣表面覆蓋石棉進行保溫(60-80°C )24小時。試樣加工成Φ 10的圓棒試樣，采用萬能拉伸機(型號:SHT5206-P-2)，分別對母板第二小支頭部的大于72小時進行檢測，檢測結(jié)果如下。
[0031]采用圓棒檢測方法檢測大于72小時成品板25mm性能主要數(shù)據(jù)如下:規(guī)定非比例延伸強度:645MPa，抗拉強度:740MPa，斷后伸長率:18%，-20°C縱向沖擊功:247.2J。鋼板檢驗合格率為98.3%。
[0032]采用圓棒檢測方法檢測大于72小時成品板30mm性能主要數(shù)據(jù)如下:規(guī)定非比例延伸強度:632MPa，抗拉強度:720MPa，斷后伸長率:20%，-20°C縱向沖擊功:264.7J。鋼板檢驗合格率為98.5%。
[0033]實施例2
[0034]生產(chǎn)制備方法同實施例一，區(qū)別在于TMCP工藝，終軋溫度目標(biāo)800± 10°C，終冷溫度525±10°C，冷速16°C /S，軋制成厚度為20mm的鋼板。
[0035]取樣工藝:火切取樣，試樣寬度120mm,試樣集中堆放并在試樣表面覆蓋石棉進行保溫(60-80°C )24小時。試樣加工成Φ 10的圓棒試樣，采用萬能拉伸機(型號:SHT5206-P-2)，分別對母板第二小支頭部的大于72小時進行檢測，檢測結(jié)果如下。
[0036]采用圓棒檢測方法檢測大于72小時內(nèi)成品板20mm性能主要數(shù)據(jù)如下:規(guī)定非比例延伸強度:613MPa，抗拉強度:780MPa，斷后伸長率:18.5%，_20°C縱向沖擊功:158.6J。
[0037]同時，實施例1和2制備的成品板的金相組織圖如圖1-3所示。從圖1-3可以看出:本發(fā)明制備的鋼板的金相組織均勻，不存在偏析現(xiàn)象。
[0038]為了更好的降低鋼板使用成本，通過改善合金成分、優(yōu)化水冷工藝，挖掘潛力，鋼板堆垛緩冷及試樣特殊切割及保溫處理，減少火切對性能的影響，采用圓棒加工心部試樣等措施來提高鋼板延伸率，符合國標(biāo)性能指標(biāo)，通過對鋼板性能進行100多次實驗，實踐數(shù)據(jù)證明斷后延伸率提1?了4%左右。
【權(quán)利要求】
1.一種70kg級TMCP型高強鋼的制造方法，其特征是， (1)采用低碳、高錳加硼的成分設(shè)計，C:0.05~0.09wt%、Mn:1.55~1.75wt%、B:0.0010~0.0020wt%，其余為鐵以及不可避免的雜質(zhì)；(2)采用TMCP工藝生產(chǎn)，終軋溫度810-850°C，終冷溫度450_550°C，冷速15_20°C/S ； (3)將步驟(2)終冷后的鋼板進一步通過冷床冷卻至100-150°C，然后在100-150°C范圍內(nèi)下線堆垛緩冷，鋼板緩冷時間大于72小時，得到70kg級TMCP型高強鋼。
2.如權(quán)利要求1所述的一種70kg級TMCP型高強鋼的制造方法，其特征是，所述堆垛緩冷的堆垛高度< 2米。
3.一種70kg級TMCP型高強鋼的延伸率檢測試樣的制造方法，其特征是， (1)采用低碳、高錳加硼的成分設(shè)計，C:0.05~0.09wt %, Mn:1.55~1.75wt %, B:0.0010~0.0020wt%，其余為鐵以及不可避免的雜質(zhì)；(2)采用TMCP工藝生產(chǎn)，終軋溫度810-850°C，終冷溫度450_550°C，冷速15_20°C/S ； (3)將步驟(2)終冷后的鋼板進一步通過冷床冷卻至100-150°C，然后在100-150°C范圍內(nèi)下線堆垛緩冷 ，鋼板緩冷時間大于72小時； (4)火切取樣,試樣寬度為120_，取樣完成后試樣集中堆放24小時，試樣表面覆蓋石棉進行保溫，保溫溫度為60-80°C ；(5)試樣全部加工成Φ10的圓棒試樣，即得到70kg級TMCP型高強的延伸率檢測試樣。
4.如權(quán)利要求3所述的一種70kg級TMCP型高強鋼的延伸率檢測試樣的制造方法，其特征是，所述堆垛緩冷的堆垛高度< 2米。
【文檔編號】C22C38/04GK104004892SQ201410271119
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月18日
【發(fā)明者】劉海波, 薛艷龍, 孔雅, 陸焱, 史金柱, 謝暉, 董連委, 張廣川, 張建輝, 劉洋洋 申請人:濟鋼集團有限公司