低合金Q345E大於60mm厚鋼板及製造方法
2023-05-23 12:49:36 3
低合金Q345E大於60mm厚鋼板及製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種低合金Q345E大於60mm厚鋼板及製造方法。本發明的化學成分按重量百分比計包括：C：0.06～0.1%；Si：0.2～0.5%；Mn：1.3～1.55%；P：≤0.015%；S：≤0.007%；Nb：0.015～0.03%；V：0.015～0.45%；其餘為鐵和不可避免雜質。該鋼不需熱處理工藝，只採用控軋+控冷。連鑄坯加熱後軋製成型，軋制分為第一階段和第二階段軋制，開軋溫度1190～1230℃，終軋溫度≥990℃，至少有兩道次相對壓下率≥15%。第二階段軋制鋼板開軋溫度為890～930℃，終軋溫度為870～900℃。軋制後的鋼板進行層流冷卻。採用本發明方法生產的低合金Q345E大於60mm厚鋼板晶粒細小，鋼板機械性能優良，-40℃的衝擊功在200J以上，鋼板屈服強度在420～490MPa之間，抗拉強度在520～600MPa之間，延伸率≥21%。
【專利說明】低合金Q345E大於60mm厚鋼板及製造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種低合金Q345E大於60mm厚鋼板製造方法，特別涉及控軋+控冷工藝，屬於材料成型領域。
【背景技術】
[0002]Q345E是一種低合金高強度結構鋼，廣泛用於能源、交通、建築、工程機械等國民經濟各個重要領域。隨著各行各業的不斷發展，Q345E的使用鋼板有越來越厚的趨勢。Q345E對鋼板的低溫衝擊韌性要求較高，要求_40°C時的衝擊功不低於34J。Q345E是典型的鐵素體+珠光體組織鋼，對於鐵素體+珠光體組織鋼來說，鋼中的碳含量越低，鋼板的韌性就越好，韌脆轉變溫度就越低；鋼板的晶粒越細小，鋼板的韌性就越好，鋼板的韌脆轉變溫度就越低。現在多數寬厚板廠的Q345E的成分設計碳含量都較高，碳含量一般不低於0.12%，採用較高的碳含量設計，目的是為了提高鋼板的強度，尤其是抗拉強度。而對於Q345E的厚規格鋼板來說，由於受軋制時壓縮比小和冷卻速度較小的影響，一般的生產方法很難有效細化成品鋼板晶粒，再加上碳含量較高，導致Q345E的衝擊功偏低，-40°C的衝擊功很多低於標準要求，產品性能不穩定。為了保證厚規格Q345E的衝擊功滿足要求，傳統的生產方法是，將熱軋後的Q345E進行正火處理。增加正火熱處理工序後，鋼板的機械性能會得到改善，衝擊功提聞，但鋼板的製造成本會大幅度升聞，生廣周期延長。
[0003]專利號CN102041442A 「一種低合金Q345E中厚鋼板及其生產工藝」，介紹了只用控軋+控冷，不用熱處理工藝生產Q345E鋼板的方法，該方法生產的Q345E鋼板機械性能都滿足標準要求，-40°C的衝擊功在100J以上，鋼板的生產成本較低。
[0004]專利號CN102312156A 「一種60mm以下保性能低合金Q345E+B鋼板及其生產方法」，介紹了只用控軋+控冷，不用熱處理工藝生產Q345E鋼板的方法，該方法生產的Q345E鋼板機械性能都滿足標準要求，-400C的衝擊功在80J以上，該鋼種在傳統的C-Mn鋼基礎上，添加了 0.05 ~0.20% 的 N1、0.02 ~0.05% 的 V。
[0005]上述兩個專利雖然都取消了熱處理工序，但只能生產60mm厚以下的鋼板。上述第二個專利還在鋼裡添加了貴重金屬Ni，使鋼板的合金成本升高。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是提供一種工藝簡單、成本低廉的低合金Q345E大於60mm厚鋼板及製造方法。
[0007]本發明的技術解決方案是:
[0008]低合金Q345E大於60mm厚鋼板的化學成分，按重量百分比:C:0.06~0.1%;Si:
0.2 ~0.5% ； Mn:1.3 ~1.55% ； P: ≤0.015% ； S: ≤0.007% ；Nb:0.015 ~0.03% ；V:
0.015~0.45% ;其餘為鐵和不可避免雜質。
[0009]本發明製備方法如下:
[0010](I)加熱工藝:採用250mm厚連鑄坯。連鑄坯加熱溫度1200-1240°C，加熱時間250~430分鐘；
[0011](2)軋製成型工藝:鋼坯加熱好後進行軋制，軋制分為第一階段和第二階段軋制，第一階段為奧氏體區再結晶軋制，第一階段開軋厚度為板坯的厚度，開軋溫度1190~1230°C，終軋溫度≤990°C，至少有兩道次相對壓下率≤15%。第二階段軋制鋼板的開軋厚度為1.35-2.5倍成品鋼板厚度，開軋溫度為890~930°C，第二階段終軋溫度為870~900 0C ；
[0012](3)軋後冷卻工藝將上述軋制後的鋼板進行層流冷卻，冷卻速度為6~20°C /s，終冷溫度為570~620°C。
[0013]對上述加熱好的連鑄坯是在奧氏體再結晶區、未再結晶區進行軋制。上述第一階段的軋制即為奧氏體再結晶區軋制，通過高溫區的奧氏體再結晶軋制，充分細化奧氏體晶粒，較大的單道次壓下率有利於板坯內部的裂紋、疏鬆等缺陷在壓力加工作用下焊合；第一階段軋制結束後，中間坯在輥道上擺動降溫，降溫方式為自然空冷，降溫至第二階段開軋溫度開始軋制。第二階段的軋制屬於非再結晶控軋，通過Nb的碳氮化物析出，釘扎位錯，晶粒內部在軋制變形下產生應變，通過多道次軋制，晶粒內部積累了大量的形變能和相變形核位置；通過軋後的快速冷卻和低的終冷溫度，得到晶粒細小的鐵素體+珠光體並有少量貝氏體的組織。
[0014]本發明與已有技術比較，具有下列顯著的優點和效果
[0015]I)本發明在C-Mn鋼基礎上，添加少量微合金Nb、V，通過控軋、控冷工藝就生產出了厚度大於60mm的Q345E鋼板，省去了熱處理工藝，工藝路線簡單，縮短了生產周期，降低了生產成本。
[0016]2)採用本發明方法生產的鋼板晶粒細小，韌性良好，-40°C夏比衝擊功都在200J以上，遠遠超出標準要求。
[0017]3)本發明生產的低 合 金Q345E大於60mm厚鋼板屈服強度在420~490MPa之間，抗拉強度在520~600MPa之間，延伸率≤21%。
[0018]4)鋼板的成分和工藝設計合理，工藝制度比較寬鬆，可在寬厚板線上穩定生產。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為本發明金相組織圖。
【具體實施方式】
[0020]下結合實例對本發明作進一步的描述。
[0021]實施例1
[0022]採用厚度為250mm板還,板還出爐溫度為1215°C,板還加熱時間為391分鐘,板坯的(重量百分比)化學成分為:C 0.066%, Si 0.34%, Mn 1.41%, P 0.01%, S 0.003%, Alt
0.024%,Nb 0.021%，V0.035，餘量為Fe和不可避免的雜質。軋製成厚度為60mm的鋼板，詳細的軋制及冷去工藝見表1，其力學性能見表2。
[0023]表1軋制及冷卻工藝
[0024]
【權利要求】
1.低合金Q345E大於60mm厚鋼板，其特徵在於，包含如下重量百分比的化學成分:
C:0.06 ~0.l%、Si:0.2 ~0.5%、Mn:1.3 ~1.55%、P..≤0.015%、S:≤ 0.007%、Nb:0.015~0.03%、V:0.015~0.45% ;其餘為鐵和不可避免雜質。
2.低合金Q345E大於60mm厚鋼板製造方法，其特徵在於，包括加熱、軋制、冷卻工藝: (1)加熱工藝:採用250mm厚的連鑄坯，連鑄坯加熱溫度1200-1240°C，加熱時間250~430分鐘； (2)軋製成型工藝:將加熱後的連鑄坯進行軋制，軋制分為第一階段和第二階段軋制，第一階段為奧氏體區再結晶軋制，第一階段開軋厚度為板坯的厚度，開軋溫度1190~`1230°C，終軋溫度≥990°C，至少有兩道次相對壓下率≥15%;第二階段軋制鋼板的開軋厚度為1.35-2.5倍成品鋼板厚度，開軋溫度為890~930°C，第二階段終軋溫度為870~`900 0C ； (3)軋後冷卻:將上述軋制後的鋼板進行層流冷卻，冷卻速度為6~20°C/s，終冷溫度為 570 ~620 °C。
【文檔編號】C21D8/02GK103498097SQ201310288701
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年7月10日 優先權日:2013年7月10日
【發明者】溫利軍, 董瑞峰, 張軍, 喬光 申請人:內蒙古包鋼鋼聯股份有限公司