一種厚規(guī)格含釩焊接結(jié)構(gòu)用鋼及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于熱連乳板帶生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種抗拉強度520MPa級厚規(guī)格含釩焊接結(jié)構(gòu)用熱乳鋼板。
【背景技術(shù)】
[0002]焊接結(jié)構(gòu)用鋼廣泛應(yīng)用于橋梁、建筑、電力、海洋石油、機車車輛等行業(yè)。隨著鋼結(jié)構(gòu)向大型化、輕量化、高效化發(fā)展，對結(jié)構(gòu)用鋼的性能提出了更高的要求。韓國和日本正在研發(fā)強度高兩倍、使用壽命長兩倍的第2代焊接結(jié)構(gòu)用鋼，這將使附加值成倍增長，同時又可減少鋼材的使用總量。
[0003]公開號為“ CN201110176676 ”，發(fā)明名稱為“一種可焊接細晶粒結(jié)構(gòu)鋼S355NL/S355NLZ35鋼板及其生產(chǎn)方法”，公開了一種化學(xué)成分為C:0.10%?0.18%, S1:0.20%?0.45 %、Mn:1.20 % ?1.45 %、P:彡 0.018 %、:S: ^ 0.005 %、V:0.010 % ?0.055 %、T1:0.005 %?0.025 %，通過控乳控冷、堆冷、正火工藝，從而保證了可焊接細晶粒結(jié)構(gòu)鋼S355NL/S355NLZ35鋼板的各項性能指標(biāo)達到標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0004]公開號為“ CN201210154046 ”，發(fā)明名稱為“ 一種焊接結(jié)構(gòu)鋼及其制造方法”，公開了一種化學(xué)成分為 C:0.10% ?0.14%、Si:0.10% ?0.45%、Mn: 1.00% ?1.39%、S:彡 0.010 %、P:彡 0.020 %、Nb:0.015 % ?0.040 %、Ti:0.008 % ?0.030 %、V:0 ?
0.080%、Ni:0.10% ?0.50%、Cr:0.15% ?0.65%、Mo:0.15% ?0.40%，制造方法包括冶煉、澆鑄、加熱、乳制、冷卻、淬火和回火，其中，通過控制回火條件可以得到不同強度級別的焊接結(jié)構(gòu)鋼。
[0005]公開號為“CN201210564686”，發(fā)明名稱為“一種355MPa級低焊接裂紋敏感性鋼板及生產(chǎn)方法”，公開了一種化學(xué)成分為C:0.09%?0.13%，S1:0.25%?0.35%，Mn:
1.20 % ?1.50 %，P:彡 0.015 %，S:彡 0.005 %，Al:0.025 % ?0.04 %，Nb:0.02 % ?0.05%, Ti:0.01%?0.03%, Cu:0.10%?0.3%, Ni:0.10%?0.3%，生產(chǎn)采用兩階段控制乳制+控制冷卻+正火處理工藝，其產(chǎn)品屈服強度大于355MPa。
[0006]公開號為“CN200980000058”，發(fā)明名稱為“高溫強度和低溫韌性優(yōu)異的焊接結(jié)構(gòu)用鋼及其制造方法”，公開了一種化學(xué)成分為C:0.003?0.05%,Si:< 0.60%,Mn:0.6?
2.0%、P..( 0.020% 以下、S..( 0.010% 以下、Cr:0.20 ?1.5%、Nb:0.005 ?0.05%，加熱至1000?1300°C的溫度，在800°C以上的溫度結(jié)束熱乳制，然后進行冷卻。
[0007]公開號為“ CN200580024252 ”，發(fā)明名稱為“焊接熱影響區(qū)的低溫韌性優(yōu)良的焊接結(jié)構(gòu)用鋼及其制造方法”，公開了一種化學(xué)成分為C:0.03%?0.12%, S1:0.05%?0.30%、Mn:1.2% ?3.0%、P:彡 0.015%、S:0.001 % ?0.015、Cu+N1:彡 0.10%、Ti:0.005%?0.030%, Nb:0.005%?0.10%。將該鋼液采用連續(xù)鑄造法鑄造，并將此時二次冷卻的從凝固點附近到800°C的冷卻速度設(shè)定為0.06?0.60C /s而獲得鑄坯，然后對鑄坯進行熱乳，并從800°C以上的溫度開始冷卻。
[0008]可見，焊接結(jié)構(gòu)用鋼生產(chǎn)大多添加了 Cu、Cr、N1、Nb等昂貴的合金元素，部分產(chǎn)品采用正火、回火工藝，生產(chǎn)成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明所要解決的第一個技術(shù)問題是提供一種低成本、力學(xué)性能穩(wěn)定、強韌性匹配良好和成型性能、焊接性能優(yōu)良的抗拉強度520MPa級的厚規(guī)格含釩焊接結(jié)構(gòu)用熱連乳鋼板。
[0010]—種厚規(guī)格含釩焊接結(jié)構(gòu)用鋼，由以下重量百分比成分組成:C:0.05?0.12%,S1:彡 0.10%，Mn:1.05 ?1.50%，P:彡 0.020%，S:彡 0.015%，Ti:0.010 ?0.030%，V:0.06?0.10%，余量為Fe和不可避免雜質(zhì)。
[0011]進一步的，作為更優(yōu)選的技術(shù)方案，上述所述厚規(guī)格含釩焊接結(jié)構(gòu)用鋼，由以下重量百分比成分組成:C:0.07 ?0.11%，Si..( 0.08%, Mn:1.09 ?1.47%, P..( 0.018%,S..( 0.011%, Ti:0.013 ?0.026%, V:0.06 ?0.10%，余量為 Fe 和不可避免雜質(zhì)。
[0012]上述所述厚規(guī)格含釩焊接結(jié)構(gòu)用鋼，鋼的屈服強度ReL彡365MPa，抗拉強度Rm:520?640MPa，延伸率A彡24.0%，_20°C的沖擊功彡90J。
[0013]本發(fā)明所要解決的第二個技術(shù)問題是提供一種采用低溫加熱、低溫乳制和大變形量的控乳控冷的工藝，制備厚規(guī)格焊接結(jié)構(gòu)用鋼。
[0014]上述所述厚規(guī)格含釩焊接結(jié)構(gòu)用鋼的制備方法，包括以下步驟:
[0015]a、經(jīng)過鐵水脫硫、轉(zhuǎn)爐冶煉，將鋼水成分控制在上述所述焊接結(jié)構(gòu)用鋼的百分比成分范圍內(nèi)；
[0016]b、將a步驟鋼水經(jīng)過連鑄一粗乳一精乳一冷卻一卷曲主要步驟，制備成成品；
[0017]其中，連鑄成200?230mm的連鑄坯，板坯在1200?1240°C均熱后，采用3?7道次進行粗乳；粗乳成40?60mm厚中間坯，再經(jīng)4?7機架進行精乳，終乳溫度為820?870°C,以10?30°C /s的冷卻速度快速冷卻至720?770°C，空冷5?9s后，再以10?500C /s的冷卻速度冷卻至580?640°C的溫度范圍內(nèi)卷取，獲得成品，成品厚度12.5?22.0mm0
[0018]進一步的，作為更優(yōu)選的技術(shù)方案，上述所述制備厚規(guī)格含釩焊接結(jié)構(gòu)用鋼的方法，其中b步驟中連鑄成200mm的連鑄坯，板坯在1200°C均熱后，粗乳成48mm厚中間坯，終乳溫度為820°C，精乳后以27°C /s的冷卻速度快速冷卻至730°C，空冷5s后，再以22°C /s的冷速冷卻到580°C卷取，獲得成品，成品厚度13.0mm。
[0019]上述所述制備厚規(guī)格含釩焊接結(jié)構(gòu)用鋼的方法，成品鋼的屈服強度ReL:501MPa，抗拉強度Rm:575MPa，延伸率A:24.0%，_20°C的沖擊功92J。
[0020]本發(fā)明通過添加釩、錳作為主要的合金化元素，在鋼中起到較好的析出強化和晶粒細化效果，并通過控乳控冷獲得鐵素體+珠光體組織。
[0021]本發(fā)明采用低C、中Mn的化學(xué)成分鋼進行生產(chǎn)，并進行微釩處理，即采用Mn-V微合金化方式，避免了加入Cu、Ni等貴重元素。采用控乳控冷工藝，生產(chǎn)出鐵素體+珠光體組織的520MPa級厚規(guī)格焊接結(jié)構(gòu)用鋼，產(chǎn)品具有強度高、力學(xué)性能穩(wěn)定、強韌性匹配良好和成型性能、焊接性能優(yōu)異的特點。本發(fā)明鋼種合金成本低、乳制工藝控制簡單且適應(yīng)性較強，具有較好的推廣應(yīng)用前景。
【具體實施方式】
[0022]—種厚規(guī)格含釩焊接結(jié)構(gòu)用鋼，由以下重量百分比成分組成:C:0.05?0.12%,S1:彡 0.10%，Mn:1.05 ?1.50%，P:彡 0.020%，S:彡 0.015%，Ti:0.010 ?0.030%，V:0.06?0.10%，余量為Fe和不可避免雜質(zhì)。
[0023]進一步的，作為更優(yōu)選的技術(shù)方案，上述所述厚規(guī)格含釩焊接結(jié)構(gòu)用鋼，由以下重量百分比成分組成:C:0.07 ?0.11%，