本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高強(qiáng)度q630gj鋼板及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

隨著國內(nèi)大型高層建筑的日益增多，鋼架結(jié)構(gòu)建筑的迅猛發(fā)展，利用高強(qiáng)度建筑用鋼可大幅度降低鋼用量，建筑用鋼板正向高強(qiáng)度、高性能、大型化方向發(fā)展。高級別建筑用鋼國內(nèi)市場緊缺，供應(yīng)緊張，進(jìn)口鋼價(jià)格普遍較高。在此經(jīng)濟(jì)情況下，市場對高建鋼的需求不斷增加，并且在強(qiáng)度上和韌性上都提出更高的要求。國外如日本新日鐵jfe、神戶制鋼等公司已經(jīng)開發(fā)出超高強(qiáng)度抗震建筑用鋼板ht780。

我國現(xiàn)實(shí)行的建筑用鋼國家標(biāo)準(zhǔn)《gb/t19879-2005建筑結(jié)構(gòu)用鋼板》中最高級別為q460gj?？梢?，我國現(xiàn)生產(chǎn)的高建鋼遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場的需求。目前，國家新的國標(biāo)討論稿已經(jīng)添加q490gj、q540gj、q580gj及q630gj高強(qiáng)度建筑用鋼牌號，可見開發(fā)和生產(chǎn)高強(qiáng)度建筑鋼非常必要。

公開號為cn105132826a的中國專利公開了厚規(guī)格低屈強(qiáng)比高強(qiáng)度建筑用結(jié)構(gòu)鋼及其制備方法，其在成分上加入了多種微合金元素（v、cr、mo、ti、nb、ni、cu、b）來保證鋼的強(qiáng)度和韌性，相對地增加了鋼板的生產(chǎn)成本，這種高能耗的生產(chǎn)技術(shù)在減量化生產(chǎn)精品的鋼鐵市場中并不占優(yōu)勢，并且熱處理工藝執(zhí)行淬火+回火，工藝復(fù)雜，周期長，成本高。

公開號為cn105950849a的中國專利公開了一種低屈強(qiáng)比690mpa級高強(qiáng)鋼板的生產(chǎn)工藝，該專利采用cu-ni-mo-cr微合金復(fù)合成分設(shè)計(jì)，開發(fā)出40-70mm厚度的690mpa級鋼板。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種高強(qiáng)度q630gj鋼板及其生產(chǎn)方法；通過合理的成分設(shè)計(jì)及控軋控冷和熱處理的生產(chǎn)工藝，得到均勻的回火鐵素體+馬氏體+貝氏體，保證了鋼板具有良好綜合力學(xué)性能和焊接性能，獲得了低屈強(qiáng)比和高強(qiáng)度，生產(chǎn)成本低，市場競爭力強(qiáng)鋼板。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種高強(qiáng)度q630gj鋼板，所述鋼板采用v-ni-nb-ti微合金成分設(shè)計(jì)，所述微合金化學(xué)成分及質(zhì)量百分含量為：v：0.04～0.045%，ni：0.35～0.45%，nb：0.02～0.03%，ti：0.015～0.025%。

本發(fā)明所述鋼板化學(xué)成分組成及質(zhì)量百分含量為：c≤0.18%，si≤0.60%，mn≤1.70%，p≤0.020%，s≤0.010%，alt：0.015-0.050%，v：0.04～0.045%，ni：0.35～0.45%，nb：0.02～0.03%，ti：0.015～0.025%，余量為fe和微量不可避免的雜質(zhì)。

本發(fā)明所述鋼板厚度≤80mm。

本發(fā)明所述鋼板組織為回火鐵素體+馬氏體+貝氏體，屈強(qiáng)比≤0.83。

本發(fā)明還提供了一種高強(qiáng)度q630gj鋼板的生產(chǎn)方法，所述生產(chǎn)方法包括軋制工序和熱處理工序。

本發(fā)明所述軋制工序，采用ⅱ型控軋工藝，i階段保證縱軋到底，累計(jì)壓下量為30～40%，晾鋼厚度為h+70mm，所述h為成品鋼板厚度，單位為mm。

本發(fā)明所述軋制工序，ⅱ階段開軋溫度860～900℃，終軋溫度780～820℃。

本發(fā)明所述軋制工序，軋后鋼板入acc快速冷卻，返紅溫度500～550℃。

本發(fā)明所述熱處理工序，進(jìn)行回火處理，回火加熱溫度200～260℃，總加熱時(shí)間1.5min/mm×h，所述h為成品鋼板厚度，單位為mm。

本發(fā)明設(shè)計(jì)思路：

1、本發(fā)明采用v-ni-nb-ti微合金元素復(fù)合強(qiáng)化，經(jīng)過合理的控軋和熱處理工藝，獲得良好的強(qiáng)韌性匹配，同時(shí)又不降低鋼板的焊接性能；其中v元素與o、n都有很大的親和力，是強(qiáng)碳化物形成元素，利于鋼的脫氧、脫氣，使鋼得到致密細(xì)晶組織，提高強(qiáng)度，其沖擊性能都較無v鋼高，另外碳化釩的高度分散阻止焊縫晶粒粗大，可改善鋼的可焊接性；ni元素起到提高塑性和低溫韌性的作用；ti元素是鋼中強(qiáng)脫氧劑，它能使鋼的內(nèi)部組織致密，細(xì)化晶粒，提高鋼的強(qiáng)度和韌性，并且與s作用，降低硫的熱脆作用；nb是強(qiáng)固溶強(qiáng)化元素，增加回火穩(wěn)定性，提高強(qiáng)度和沖擊韌性，并且nb-ti復(fù)合能防止產(chǎn)生晶間腐蝕。

2、本發(fā)明采用ii型控軋工藝，通過非再結(jié)晶區(qū)的高開軋溫度和低返紅溫度控制，細(xì)化晶粒，提高鋼板強(qiáng)度。

3、本發(fā)明選取在200～260℃對鋼板進(jìn)行低溫回火處理，穩(wěn)定鋼板內(nèi)部組織，降低軋態(tài)組織的殘余應(yīng)力和脆性，使回火后得到回火馬氏體，以獲得良好的綜合力學(xué)性能。

高強(qiáng)度q630gj鋼板檢測方法參考gb/t19879-2005建筑結(jié)構(gòu)用鋼板中的相關(guān)規(guī)定。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：1、本發(fā)明通過合理的v-ni-nb-ti系微合金元素成分設(shè)計(jì)、控軋控冷及低溫回火工藝，獲得良好力學(xué)性能的高強(qiáng)度q630gj鋼板，鋼板組織為回火鐵素體+馬氏體+貝氏體，屈強(qiáng)比≤0.83，鋼板最大厚度為80mm，實(shí)現(xiàn)調(diào)質(zhì)型低屈強(qiáng)比高強(qiáng)度鋼板國產(chǎn)化。2、獲得了技術(shù)條件要求的各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)又降低了生產(chǎn)成本，滿足國內(nèi)大型高級別建筑市場用鋼量的需求。3、本發(fā)明生產(chǎn)的高強(qiáng)度q630gj鋼板屈服強(qiáng)度≥690mpa，抗拉強(qiáng)度≥840mpa，板厚1/4處-40℃橫向低溫沖擊韌性≥150j。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中10mm厚鋼板的顯微組織圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例2中30mm厚鋼板的顯微組織圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例3中50mm厚鋼板的顯微組織圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例4中80mm厚鋼板的顯微組織圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例5中60mm厚鋼板的顯微組織圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

實(shí)施例1

本實(shí)施例高強(qiáng)度q630gj鋼板厚度為10mm，采用v-ni-nb-ti微合金成分設(shè)計(jì)，其化學(xué)成分組成及質(zhì)量百分含量為：c：0.07%，si：0.20%，mn：1.40%，p：0.012%，s：0.005%，alt：0.015%，v：0.040%，ni：0.40%，nb：0.02%，ti：0.025%，余量為fe和微量不可避免的雜質(zhì)。

本實(shí)施例高強(qiáng)度q630gj鋼板生產(chǎn)工藝包括軋制和熱處理，具體步驟如下：

（1）軋制工藝：采用ii型控軋工藝，i階段累計(jì)壓下量達(dá)40%，晾鋼厚度為80mm；ii階段開軋溫度900℃，終軋溫度780℃，軋后鋼板入acc快速冷卻，返紅溫度500℃。

（2）熱處理工藝：對鋼板進(jìn)行回火處理，回火加熱溫度為200℃，總加熱時(shí)間為15min。

所得鋼板的力學(xué)性能及微觀組織見表1；顯微組織見圖1。

實(shí)施例2

本實(shí)施例高強(qiáng)度q630gj鋼板厚度為30mm，采用v-ni-nb-ti微合金成分設(shè)計(jì)，其化學(xué)成分組成及質(zhì)量百分含量為：c：0.10%，si：0.30%，mn：1.45%，p：0.010%，s：0.010%，alt：0.045%，v：0.041%，ni：0.45%，nb：0.025%，ti：0.015%，余量為fe和微量不可避免的雜質(zhì)。

本實(shí)施例高強(qiáng)度q630gj鋼板生產(chǎn)工藝包括軋制和熱處理，具體步驟如下：

（1）軋制工藝：采用ii型控軋工藝，i階段累計(jì)壓下量達(dá)35%，晾鋼厚度為100mm；ii階段開軋溫度890℃，終軋溫度815℃，軋后鋼板入acc快速冷卻，返紅溫度532℃。

（2）熱處理工藝：對鋼板進(jìn)行回火處理，回火加熱溫度為240℃，總加熱時(shí)間為45min。

所得鋼板的力學(xué)性能及微觀組織見表1；顯微組織見圖2。

實(shí)施例3

本實(shí)施例高強(qiáng)度q630gj鋼板厚度為50mm，采用v-ni-nb-ti微合金成分設(shè)計(jì)，其化學(xué)成分組成及質(zhì)量百分含量為：c：0.14%，si：0.60%，mn：0.95%，p：0.020%，s：0.003%，alt：0.040%，v：0.044%，ni：0.38%，nb：0.028%，ti：0.018%，余量為fe和微量不可避免的雜質(zhì)。

本實(shí)施例高強(qiáng)度q630gj鋼板生產(chǎn)工藝包括軋制和熱處理，具體步驟如下：

（1）軋制工藝：采用ii型控軋工藝，i階段累計(jì)壓下量達(dá)36%，晾鋼厚度為120mm；ii階段開軋溫度870℃，終軋溫度810℃，軋后鋼板入acc快速冷卻，返紅溫度550℃。

（2）熱處理工藝：對鋼板進(jìn)行回火處理，回火加熱溫度為250℃，總加熱時(shí)間為75min。

所得鋼板的力學(xué)性能及組織見表1；顯微組織見圖3。

實(shí)施例4

本實(shí)施例高強(qiáng)度q630gj鋼板厚度為80mm，采用v-ni-nb-ti微合金成分設(shè)計(jì)，其化學(xué)成分組成及質(zhì)量百分含量為：c：0.18%，si：0.40%，mn：1.30%，p：0.009%，s：0.008%，alt：0.050%，v：0.041%，ni：0.35%，nb：0.026%，ti：0.025%，余量為fe和微量不可避免的雜質(zhì)。

本實(shí)施例高強(qiáng)度q630gj鋼板生產(chǎn)工藝包括軋制和熱處理，具體步驟如下：

（1）鋼板軋制工藝：采用ii型控軋工藝，i階段累計(jì)壓下量達(dá)38%，晾鋼厚度為150mm；ii階段開軋溫度860℃，終軋溫度790℃，軋后鋼板入acc快速冷卻，返紅溫度546℃。

（2）熱處理工藝：對鋼板進(jìn)行回火處理，回火加熱溫度為260℃，總加熱時(shí)間為120min。

所得鋼板的力學(xué)性能及組織見表1；顯微組織見圖4。

實(shí)施例5

本實(shí)施例高強(qiáng)度q630gj鋼板厚度為60mm，采用v-ni-nb-ti微合金成分設(shè)計(jì)，其化學(xué)成分組成及質(zhì)量百分含量為：c：0.08%，si：0.25%，mn：1.70%，p：0.017%，s：0.002%，alt：0.035%，v：0.045%，ni：0.39%，nb：0.03%，ti：0.020%，余量為fe和微量不可避免的雜質(zhì)。

本實(shí)施例高強(qiáng)度q630gj鋼板生產(chǎn)工藝包括軋制和熱處理，具體步驟如下：

（1）軋制工藝：采用ii型控軋工藝，i階段累計(jì)壓下量達(dá)30%，晾鋼厚度為130mm；ii階段開軋溫度875℃，終軋溫度820℃，軋后鋼板入acc快速冷卻，返紅溫度530℃。

（2）熱處理工藝：對鋼板進(jìn)行回火處理，回火加熱溫度為215℃，總加熱時(shí)間為90min。

所得鋼板的力學(xué)性能及組織見表1；顯微組織見圖5。

表1力學(xué)性能及組織

以上實(shí)施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。