本發(fā)明涉及金屬加工領(lǐng)域，特別涉及一種屈服強(qiáng)度690mpa級(jí)寬薄工程機(jī)械用鋼板及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

隨著工程機(jī)械行業(yè)的發(fā)展，以及工程機(jī)械企業(yè)自身降低生產(chǎn)成本的需要，越來(lái)越多的生產(chǎn)企業(yè)采用較高強(qiáng)度的鋼鐵材料，替代較低強(qiáng)度的鋼鐵材料進(jìn)行工程設(shè)備的生產(chǎn)。屈服強(qiáng)度690mpa級(jí)的鋼板，作為較高強(qiáng)度級(jí)別的鋼板在工程機(jī)械領(lǐng)域用量很大。工程機(jī)械用鋼板的規(guī)格較多，厚度最大的已達(dá)80mm，最薄的僅6mm；鋼板的寬度也從1900mm到3300mm。屈服強(qiáng)度690mpa級(jí)的鋼板強(qiáng)度高，生產(chǎn)難度大，尤其是采用寬厚板軋機(jī)生產(chǎn)的又薄又寬鋼板，由于板形不好控制，難度更大，產(chǎn)品成材率較低。因此采用一種簡(jiǎn)便易行的生產(chǎn)方法，生產(chǎn)高強(qiáng)度級(jí)別的寬薄鋼板非常必要。

公布號(hào)cn101418418a的專利“屈服強(qiáng)度690mpa級(jí)低裂紋敏感性鋼板及其制造方法”，提供了一種屈服強(qiáng)度690mpa鋼板的制造方法，該方法生產(chǎn)的鋼板韌性、焊接性能較好，強(qiáng)度都滿足要求。但該方法需要添加mo等昂貴合金，且對(duì)現(xiàn)場(chǎng)冷卻設(shè)備和矯直設(shè)備要求較高，對(duì)薄規(guī)格鋼板的生產(chǎn)沒(méi)有涉及。

公布號(hào)cn104988429a的專利“屈服強(qiáng)度690mpa級(jí)橋梁用結(jié)構(gòu)鋼及其生產(chǎn)方法”，提供了一種屈服強(qiáng)度690mpa級(jí)鋼板制造方法。該方法生產(chǎn)的鋼板性能良好。但需添加mo、ni等昂貴合金元素，合金成本高。

公布號(hào)cn103422025a的專利“屈服強(qiáng)度≥690mpa的低屈強(qiáng)比結(jié)構(gòu)用鋼及其生產(chǎn)方法”，提供了一種屈服強(qiáng)度大于等于690mpa級(jí)鋼板制造方法。該方法生產(chǎn)的鋼板機(jī)械性能良好、屈強(qiáng)比較低。但需添加mo、ni等昂貴合金元素，合金成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供一種屈服強(qiáng)度690mpa級(jí)寬薄工程機(jī)械用鋼板及其生產(chǎn)方法。

本發(fā)明提供一種屈服強(qiáng)度690mpa級(jí)寬薄工程機(jī)械用鋼板，其化學(xué)成分按重量百分比計(jì)包括：c：0.13～0.15％；si：0.35～0.45％；mn：1.65～1.75％；p：≤0.015％；s：≤0.007％；als：0.017～0.032％；nb：0.04～0.05％；v：0.04～0.05％；cr：0.35～0.45％；ti：0.01～0.02％；其余為鐵和不可避免雜質(zhì)；所述鋼板厚度為6.0mm～6.5mm厚，鋼板寬度≥2700mm。

本發(fā)明還提供一種上述屈服強(qiáng)度690mpa級(jí)寬薄工程機(jī)械用鋼板的生產(chǎn)方法，其包括如下步驟：

1)選用160mm厚的板坯，板坯長(zhǎng)度為2410～2430mm；

2)加熱工藝：采用160mm厚的板坯進(jìn)行生產(chǎn)，板坯出爐溫度1220-1240℃，加熱時(shí)間220～320分鐘；

3)鋼板軋制成型工藝：板坯加熱好之后進(jìn)行控制軋制，軋制采用兩序列軋制；軋機(jī)開軋溫度為1210-1230℃，第一序列軋制為展寬軋制，用板坯長(zhǎng)度進(jìn)行展寬軋制，軋制到鋼板目標(biāo)寬度；第一序列共軋制兩個(gè)道次，軋制速度為2.6m/s，軋制兩個(gè)道次；第二序列為延伸序列軋制，展寬軋制完成后，將中間坯轉(zhuǎn)90度，進(jìn)行延伸軋制；第一序列即展寬序列軋制時(shí)，軋制速度為2.6m/s，軋制兩個(gè)道次；第二序列軋制時(shí)，軋制8個(gè)道次，單道次壓下率≥16％，終軋溫度890～910℃；鋼板軋完經(jīng)熱矯直機(jī)矯直后，自然空冷；

4)鋼板軋后進(jìn)行熱處理，熱處理工藝：淬火溫度為910～930℃，保溫時(shí)間19～21分鐘；回火溫度為570～590℃，保溫時(shí)間20～22分鐘。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較，具有下列顯著的優(yōu)點(diǎn)和效果：

1)本發(fā)明通過(guò)合適的工藝、成分設(shè)計(jì)，能用常規(guī)的寬厚板軋機(jī)，軋制出又薄又寬屈服強(qiáng)度690mpa級(jí)的工程機(jī)械用鋼板，鋼板經(jīng)熱處理后，機(jī)械性能優(yōu)良。采用該方法生產(chǎn)屈服強(qiáng)度690mpa即寬薄鋼板，工藝路線簡(jiǎn)單，制造成本低廉。生產(chǎn)工藝制度比較寬松，可在寬厚板生產(chǎn)線上穩(wěn)定生產(chǎn)。

2)本發(fā)明鋼板是以回火索氏體為主的組織，具有良好的塑性和韌性，-20℃的沖擊功達(dá)到150j以上，延伸率達(dá)到17％以上。

3)生產(chǎn)的鋼板板形良好，鋼板平直度滿足標(biāo)準(zhǔn)和用戶要求。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明公開了一種屈服強(qiáng)度690mpa級(jí)寬薄工程機(jī)械用鋼板及其生產(chǎn)方法，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以借鑒本文內(nèi)容，適當(dāng)改進(jìn)工藝參數(shù)實(shí)現(xiàn)。特別需要指出的是，所有類似的替換和改動(dòng)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見的，它們都被視為包括在本發(fā)明。本發(fā)明的方法及應(yīng)用已經(jīng)通過(guò)較佳實(shí)施例進(jìn)行了描述，相關(guān)人員明顯能在不脫離本發(fā)明內(nèi)容、精神和范圍內(nèi)對(duì)本文所述的方法和應(yīng)用進(jìn)行改動(dòng)或適當(dāng)變更與組合，來(lái)實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)。

本發(fā)明的目的是提供一種生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，機(jī)械性能優(yōu)良的屈服強(qiáng)度690mpa級(jí)的寬薄工程機(jī)械用鋼板制造方法。

本發(fā)明提供一種屈服強(qiáng)度690mpa級(jí)寬薄工程機(jī)械用鋼板，其化學(xué)成分按重量百分比計(jì)包括：c：0.13～0.15％；si：0.35～0.45％；mn：1.65～1.75％；p：≤0.015％；s：≤0.007％；als：0.017～0.032％；nb：0.04～0.05％；v：0.04～0.05％；cr：0.35～0.45％；ti：0.01～0.02％；其余為鐵和不可避免雜質(zhì)；所述鋼板厚度為6.0mm～6.5mm厚，鋼板寬度≥2700mm。

相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種上述屈服強(qiáng)度690mpa級(jí)寬薄工程機(jī)械用鋼板的生產(chǎn)方法，其包括如下步驟：

1)選用160mm厚的板坯，板坯長(zhǎng)度為2410～2430mm；

2)加熱工藝：采用160mm厚的板坯進(jìn)行生產(chǎn)，板坯出爐溫度1220-1240℃，加熱時(shí)間220～320分鐘；

3)鋼板軋制成型工藝：板坯加熱好之后進(jìn)行控制軋制，軋制采用兩序列軋制；軋機(jī)開軋溫度為1210-1230℃，第一序列軋制為展寬軋制，用板坯長(zhǎng)度進(jìn)行展寬軋制，軋制到鋼板目標(biāo)寬度；第一序列共軋制兩個(gè)道次，軋制速度為2.6m/s，軋制兩個(gè)道次；第二序列為延伸序列軋制，展寬軋制完成后，將中間坯轉(zhuǎn)90度，進(jìn)行延伸軋制；第一序列即展寬序列軋制時(shí)，軋制速度為2.6m/s，軋制兩個(gè)道次；第二序列軋制時(shí)，軋制8個(gè)道次，單道次壓下率≥16％，終軋溫度890～910℃；鋼板軋完經(jīng)熱矯直機(jī)矯直后，自然空冷；

4)鋼板軋后進(jìn)行熱處理，熱處理工藝：淬火溫度為910～930℃，保溫時(shí)間19～21分鐘；回火溫度為570～590℃，保溫時(shí)間20～22分鐘。

將上述加熱好的板坯在奧氏體區(qū)進(jìn)行軋制。展寬序列軋制時(shí)，為了避免出現(xiàn)斜頭，導(dǎo)致軋完的鋼板頭尾異形量大，采用小壓下量、低速度軋制。第二序列延伸序列軋制時(shí)，由于薄鋼板的板形不好控制，因此軋制時(shí)采用較快的軋制速度，以控制終軋溫度在要求的范圍內(nèi)。為了消除板坯內(nèi)部的中心疏松、裂紋等缺陷，軋制時(shí)采用較大的單道次壓下率，使上述缺陷在軋制時(shí)焊合。延伸序列軋制時(shí)，較大的單道次壓下率還能使中間坯沿厚度方向的變形均勻，從而使組織均勻。由于鋼板較薄，每軋制一道次后，溫降較大，這樣就能保留該道次軋制后的細(xì)化成果，經(jīng)過(guò)多道次軋制后，就能得到細(xì)小的奧氏體晶粒，奧氏體晶粒越細(xì)小，其晶界面積越大，由奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變時(shí)的形核位置就越多，形核率就越高，最終得到的鐵素體晶粒就越細(xì)小，鋼板的機(jī)械性能就越好。鋼板軋制完成后，對(duì)鋼板進(jìn)行熱處理，合適的熱處理工藝是保證鋼板性能的關(guān)鍵。由于鋼板較薄，溫降較快，為了保證奧氏體在淬火時(shí)能充分轉(zhuǎn)換為馬氏體，在淬火前不發(fā)生相變，因此采用較高的淬火溫度。根據(jù)其成分計(jì)算的面心立方與體心立方的轉(zhuǎn)變溫度，并考慮出爐后到淬火機(jī)的溫降，將淬火溫度定為910～930℃，為保證鋼板在加熱時(shí)充分奧氏體化，并考慮生產(chǎn)節(jié)奏緊湊，將保溫時(shí)間定位19～21分鐘。根據(jù)鋼板的最終機(jī)械性能要求，確定其回火溫度和回火保溫時(shí)間。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較，具有下列顯著的優(yōu)點(diǎn)和效果：

1)本發(fā)明通過(guò)合適的工藝、成分設(shè)計(jì)，能用常規(guī)的寬厚板軋機(jī)，軋制出又薄又寬屈服強(qiáng)度690mpa級(jí)的工程機(jī)械用鋼板，鋼板經(jīng)熱處理后，機(jī)械性能優(yōu)良。采用該方法生產(chǎn)屈服強(qiáng)度690mpa即寬薄鋼板，工藝路線簡(jiǎn)單，制造成本低廉。生產(chǎn)工藝制度比較寬松，可在寬厚板生產(chǎn)線上穩(wěn)定生產(chǎn)。

2)本發(fā)明鋼板是以回火索氏體為主的組織，具有良好的塑性和韌性，-20℃的沖擊功達(dá)到150j以上，延伸率達(dá)到17％以上。

3)生產(chǎn)的鋼板板形良好，鋼板平直度滿足標(biāo)準(zhǔn)和用戶要求。

下面結(jié)合實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明：

實(shí)施例1

采用厚度為160mm、長(zhǎng)為2410mm的板坯，軋制成厚度為6.0mm、寬度為2700mm的鋼板，板坯出爐溫度為1220℃，板坯加熱時(shí)間為220分鐘，軋機(jī)開軋溫度為1210℃，板坯的(重量百分比)化學(xué)成分為：c0.13％，si0.35％，mn1.65％，p0.015％，s0.007％，als0.017％，nb0.04％,v0.05％；cr0.35％，ti0.01％，余量為fe和不可避免的雜質(zhì)。展寬序列的軋制速度為2.6m/s，展寬序列軋制時(shí)的單道次壓下率分別為6.3％、5.3％。延伸序列共軋制8個(gè)道次，延伸序列軋制時(shí)的單道次壓下率分別為24.9％、34.7％、44.5％、44％、37％、29.4％、25.6％、16.0％，終軋溫度為890℃。淬火溫度為930℃，保溫時(shí)間19分鐘；回火溫度為570℃，保溫時(shí)間為20分鐘。本實(shí)施例制得鋼板的力學(xué)性能見表1。

表1鋼板力學(xué)性能

實(shí)施例2

采用厚度為160mm、長(zhǎng)為2430mm的板坯，軋制成厚度為6.5mm、寬度為2950mm的鋼板，板坯出爐溫度為1240℃，板坯加熱時(shí)間為320分鐘，軋機(jī)開軋溫度為1230℃，板坯的(重量百分比)化學(xué)成分為：c0.15％，si0.45％，mn1.75％，p0.012％，s0.004％，als0.032％，nb0.05％,v0.04％；cr0.45％，ti0.02％，余量為fe和不可避免的雜質(zhì)。展寬序列的軋制速度為2.6m/s，展寬序列軋制時(shí)的單道次壓下率分別為9.4％、9.0％。延伸序列共軋制8個(gè)道次，延伸序列軋制時(shí)的單道次壓下率分別為22.5％、29.0％、40.5％、37.0％、36.8％、34.9％、26.8％、20.7％，終軋溫度為910℃。淬火溫度為910℃，保溫時(shí)間21分鐘；回火溫度為590℃，保溫時(shí)間為22分鐘。本實(shí)施例制得鋼板的力學(xué)性能見表2。

表2鋼板力學(xué)性能

實(shí)施例3

采用厚度為160mm、長(zhǎng)為2421mm的板坯，軋制成厚度為6.2mm、寬度為3215mm的鋼板，板坯出爐溫度為1235℃，板坯加熱時(shí)間為285分鐘，軋機(jī)開軋溫度為1226℃，板坯的(重量百分比)化學(xué)成分為：c0.14％，si0.38％，mn1.72％，p0.011％，s0.005％，als0.027％，nb0.044％,v0.045％；cr0.41％，ti0.015％，余量為fe和不可避免的雜質(zhì)。展寬序列的軋制速度為2.6m/s，展寬序列軋制時(shí)的單道次壓下率分別為13.1％、13.7％。延伸序列共軋制8個(gè)道次，延伸序列軋制時(shí)的單道次壓下率分別為19.8％、30.8％、39.6％、37.3％、35.7％、32.1％、26.4％、23.5％，終軋溫度為904℃。淬火溫度為922℃，保溫時(shí)間20分鐘；回火溫度為586℃，保溫時(shí)間為21分鐘。本實(shí)施例制得鋼板的力學(xué)性能見表3。

表3鋼板力學(xué)性能

由上述內(nèi)容可知，按照本發(fā)明，鋼板經(jīng)熱處理后，機(jī)械性能優(yōu)良，鋼板屈服強(qiáng)度都在700mpa以上，-20℃的沖擊功達(dá)到150j以上，延伸率達(dá)到18％以上。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。