一種大厚度結構用高強度調質鋼板及其生產方法

2023-07-15 18:55:51

專利名稱：一種大厚度結構用高強度調質鋼板及其生產方法
技術領域：
本發明涉及一種提高工業煉鋼性能技術領域，特別是一種大厚度結構用高強度調 質鋼板及其生產方法。
背景技術：
目前，與高強度鋼板性能及級別相同或相近的鋼板在國外有應用，但用於壓力容 器、海洋平臺及橋梁等結構，在國內還未有大規模的應用。此種鋼材在國內的應用一直依靠 國外進口，國內寬厚板領域未生產過，如果進口，不僅價格貴，而且進貨周期長，無法保證工 程的正常進行。

發明內容
本發明的目的在於提供一種具有良好的強韌性匹配和抗層狀撕裂能力的大厚度 結構用高強度調質鋼板及其生產方法。一種大厚度結構用高強度調製鋼板，由以下重量百分含量的化學成分組成 C ^ 0. 20 %, Si ^ 0. 80 %, Mn ^ 1. 70 %, P ^ 0. 025 %, S ^ 0. 015 %, Ni ^ 2. 00 %, V ^ 0. 12 %, Nb ^ 0. 06 %, Ti ^ 0. 05 %, Cr ^ 1. 50 %, Mo ^ 0. 70 %, B ^ 0. 0050 %， CEV ^ 0. 83，其餘為！^和其他雜質。上述大厚度結構用高強度調製鋼板的生產方法，它包括以下步驟a.冶煉將30t含有上述各重量百分比含量化學成分的鋼水經轉爐冶煉，送入LF 精煉爐精煉，並餵Al線400m，大包溫度≥1600°C時吊包VD爐真空處理，真空前加入SiCa 塊80 120Kg，真空度不大於0. 5乇，真空保持時間> 20分鐘時破壞真空，解決了鋼水單靠 Al線脫氧、鋼中非金屬夾雜物含量較高的現象，保證了鋼製的純淨度；b.澆鑄保證真空破壞後鋼水溫度在1545 1549°C，然後採用33t扁錠模進行澆 鑄，保證大厚度、大單重鋼板有足夠的壓下量和成材原料；c.加熱為避免低合金高強度鋼錠表面出現炸裂，鋼錠實現溫送、溫清、溫裝，裝 鋼前晾爐30分鐘以上，燜鋼2. 5小時，為保證合金元素充分固溶、r晶粒細小，採用低速燒 鋼，1000°C以下升溫速度≥1200C /h，最高加熱溫度1270°C ；d.控軋採用兩階段控軋工藝，第一階段為奧氏體再結晶階段，約在950 1150°C 之間，此階段大多數道次壓下量為8 25%，累計壓下率> 70%，使奧氏體發生完全再結 晶，以細化奧氏體晶粒；第二階段為奧氏體非再結晶階段，開軋溫度為< 920°C，終軋溫度 為 50% ；e.控冷經軋制後的鋼板在ACC快速冷卻裝置進行在線冷卻，返紅溫度為650 7000C ；鋼板下線後堆垛緩冷48小時，防止鋼板內應力來不及釋放而形成內裂紋；f.熱處理對鋼板進行調質處理，淬火火溫度為910士 10°C，時間按2. Omin/mm進行保溫，淬火後立即裝爐650士 10°C進行回火，時間按4. 5min/mm進行保溫，出爐空冷即可。本發明的鋼板的化學成分設計採用低碳當量，保持馬氏體位向的索氏體鋼，是通 過低碳當量成分設計及控軋控冷+調質生產工藝，生產出大厚度結構用高強度調製鋼 IlOmm厚Q690D-Z35鋼板，具有良好的塑韌性能和抗層狀撕裂性能。應用強化激勵為組織 強化、細晶強化、析出強化和固溶強化。C含量為0. 14 0. 17%，C主要與其他元素形成碳 化物，起組織強化和析出強化的作用，使鋼板強度增加；Mn的含量在1. 10 1. 25%, Mn主 要起固溶強化和降低相變溫度，提高鋼板強度的作用；Nb 0. 03 0. 04%，為了有效通過控 軋工藝實現鋼板結晶強化，須加入Nb元素，以提高鋼板再結晶溫度，加熱固溶Nb阻止奧氏 體晶粒長大，冷卻時高溫析出Nb的C、N化物；V 0. 05 0. 06%通過兩階段控軋後，V的C、 N化物析出，強烈提高鋼板的強度；Ni 1. 00 1. 20%主要作用是增大奧氏體的過冷度，從 而細化組織，取得強化效果，另外還能增加鋼的耐大氣腐蝕能力，提高低溫衝擊韌性和降低 冷脆轉變溫度；雜質元素P、S等含量下限不做限制，在工藝設備能力下儘可能降低，以達到 鋼質純淨、力學性能均勻的目的。本發明的交貨狀態為調質，採用控軋控冷+調質工藝生產 IlOmm厚Q690D-Z35鋼板經充分晶粒細化，在較高的冷卻速度得到了保持馬氏體位向的索 氏體組織，其性能指標具有良好的塑韌性和抗層狀撕裂能力，該行業內的生產與應用均尚 無先例。本發明具有以下優點⑴本發明的鋼質更純淨，P彡0.015%，S彡0.003% ； (2) 抗層狀撕裂性能良好，全厚度方向Z ^ 35% ； (3)-20°C低溫韌性良好；(4)鋼板的厚度達到 IlOmm0試驗結果表明採用本發明的方法所生產的鋼板具有純淨度較高、成分均勻、內部 緻密的特點，鋼的冶金水平較高，力學性能完全滿足GB/T16270-2009與GB/T5313-1985對 110mmQ690D-Z35的標準要求。


圖1為鋼板⑶100擬6005-1_1的表層處的金相圖片；圖2為鋼板⑶100擬6005-1_1的1/4處的金相圖片；圖3為鋼板⑶100擬6005-1_1的1/2處的金相圖片；圖4為鋼板⑶100擬6005-1_2的表層處的金相圖片；圖5為鋼板⑶100擬6005-1_2的1/4處的金相圖片；圖6為鋼板⑶100擬6005-1_2的1/2處的金相圖片。
具體實施例方式實施例(1)高強度調質結構鋼Q690D-Z35不僅對溫度和低溫(_20°C )衝擊韌性有較高要 求，而且要求具有良好的抗層狀撕裂性。根據GB/T 16270-2009與GB/T5313-1985成分及 性能要求，採用以高的碳當量增加鋼的強度，以適當的合金元素(Nb、V、Ti、Cr、Mo、B)保證 鋼的淬透性，進行了主要成分設計，具體成分見表1。表1 :Q690D_Z35鋼的化學成份(液相線溫度1510°C )
權利要求
1.一種大厚度結構用高強度調質鋼板，其特徵在於包含如下質量百分比的化學成 分，C 彡 0. 19%, Si 彡 0. 50%,Mn 1. 00 1. 60%,P 彡 0. 015%, S 彡 0. 003%、微合金 化元素(Nb+V+Ti+Ni)彡0.20%、Als 彡0.050%，其它為！^和殘留元素。
2.一種大厚度結構用高強度調質鋼板，其特徵在於碳當量[Ceq = C+Mn/6+ (Cr+Mo+V) /5+ (Ni+Cu) /15]彡 0. 47。
3.如權利要求1所述的大厚度結構用高強度調質鋼板的生產方法，其特徵在於，它包 括如下步驟轉爐冶煉按潔淨鋼冶煉工藝標準進行控制，出鋼碳> 0. 06%，出鋼P < 0. 012%， S ( 0. 012% ；點吹次數不得大於2次，避免出鋼過程下渣；LF精煉採取大渣量進行造渣，確何白渣保持時間控制在15min以上；杜絕渣稀現象； 嚴格按照吹氬標準執行吹氬操作，禁止暴吹；真空精煉在 5000C ；堆冷時間> 48小時； 熱處理執行工藝為保溫溫度910士 10°C，保溫時1. 8mim/mm+l. 5小時，鋼板出爐後水 冷 40-50S。
全文摘要
本發明公開了一種大厚度結構用高強度調質鋼板及其生產方法，它包含如下質量百分比的化學成分，C≤0.19％、Si≤0.50％、Mn1.00～1.60％、P≤0.015％、S≤0.003％、微合金化元素(Nb+V+Ti+Ni)≤0.20％、Als≤0.050％，其它為Fe和殘留元素。通過合理的採取多元複合微合金元素的化學成分設計，LF+VD工藝來保證鋼質的潔淨度，達到各類夾雜物級別總和不超過3.0，通過控軋控冷+正火處理使鋼的晶粒度達到9.0～10.0級，通過上述等措施的有效實施，成功地生產出了≥100mm特厚保探傷、保力學性能的高層建築用鋼板。
文檔編號C22C38/58GK102080185SQ20101059812
公開日2011年6月1日 申請日期2010年12月21日 優先權日2010年12月21日
發明者唐鄭磊, 崔冠軍, 龐林, 張濤, 張立新, 徐昭, 朱書成, 朱先興, 李紅洋, 楊東, 許少普, 閆波 申請人:南陽漢冶特鋼有限公司