CN101413049A - 一种屈服强度为420MPa正火可焊接细晶粒钢板的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种屈服强度为420MPa正火可焊接细晶粒钢板的制备方法，属于中厚板钢板制造技术领域。生产工艺为：将连铸坯加热到1200～1250℃，保温4～5小时；保温后进行热轧，轧制分为：再结晶区轧制和未再结晶区轧制两阶段，中间待温厚度控制在成品厚度的2.5～4.0倍，控制未再结晶区开轧温度为850～880℃，终轧温度在810～830℃；热轧后进行水冷，终冷温度控制在650～740℃，冷却速度控制在5～8℃/s；钢板采用在880～910℃进行正火处理，保温5～20分钟。优点在于，钢板力学性能优异，屈服强度可稳定达到420MPa以上，抗拉强度可稳定达到550MPa以上，－50℃V型缺口冲击功稳定达到140J以上。
Description
技术领域
本发明属于中厚板钢板制造技术领域，特别是提供了一种屈服强度为420MPa正火可焊接细晶粒钢板的制备方法。此钢板采用控轧+正火工艺制备，具有良好的焊接性能。
背景技术
420MPa正火可焊接细晶粒钢板是专门用于低温条件焊接结构件的重承载零部件，比如：桥梁、防洪闸门、储存箱、供水箱等。由于是正火处理钢板，其强度要求较高，同时为保证钢板有良好的焊接性能，应尽量降低钢板碳当量；同时要求具有较好的低温冲击韧性。这些性能特点对该级别钢种的成分设计和工艺控制均提出了较高要求。国内此级别钢板的生产路线多为控轧的低碳贝氏体钢。由于添加大量贵重的微合金元素如Mo、Cu等，提高了生产单位的经济成本；同时低碳钢(C≤0.06％)冶炼、组织控制难度大，生产成本也一直居高不下。
本发明涉及的420MPa正火可焊接细晶粒钢板既要满足强度、韧性的要求，还兼具有良好的焊接性，因此要保证较低的碳当量和裂纹敏感系数。与其他方法制备的同等级钢板相比较，利用本发明制备的420MPa级钢板采用低碳成分，添加微合金元素Nb、V保证力学性能，同时加入Ti提高钢板的焊接性能；钢板力学性能优异，屈服强度可稳定达到420Mpa以上，抗拉强度可稳定达到550Mpa以上，-50℃夏比V型缺口冲击功稳定达到140J以上；同时焊接试验结果显示，钢板焊接性能良好。钢板经正火处理后，表面、1/4处和中心处组织均为铁素体+珠光体，晶粒细小，可达10～11级。
发明内容
本发明的目的在于提供一种屈服强度为420MPa正火可焊接细晶粒钢板的制备方法，其生产工艺为控轧+正火处理。
本发明所述钢板化学成分按质量百分数为：C：0.10～0.20％，Si：0.25～0.65％，Mn：1.20～1.80％，Nb：0.020～0.060％，Ti：0.010～0.030％，V：0.030～0.150％，硫S≤0.010％，磷P≤0.020％，其余量为铁Fe。钢板厚度规格10～50mm，钢板表面、1/4处和中心处组织均为铁素体+珠光体，晶粒度为10～11级。
采用上述化学成分铸坯，通过控轧+正火工艺，本发明制备出了屈服强度≥420MPa，抗拉强度≥550MPa，延伸率≥28％，-50℃V型缺口冲击功≥140J的可焊接细晶粒钢板。其生产工艺具体如下：
1、加热制度：将连铸坯加热到1200～1250℃，保温4～5小时；
2、轧制工艺：保温后进行热轧，轧制分两阶段轧制，即再结晶区轧制和未再结晶区轧制，中间待温厚度控制在成品厚度的2.5～4.0倍，控制未再结晶区开轧温度为850～880℃，终轧温度在810～830℃；
3、水冷工艺：热轧后进行水冷，终冷温度控制在650～740℃，冷却速度控制在5～8℃/s；
4、正火工艺：钢板采用在880～910℃进行正火处理，保温5～20分钟。
本发明制备的钢板，通过正火处理，使钢板发生了相变、再结晶，消除了控轧过程中产生的内应力和贝氏体组织；同时，碳元素在高温条件下发生均匀扩散，减轻了控轧后钢板心部偏析带和带状组织。合金元素在钢板正火冷却过程中以碳化物的形式析出，避免了钢板强度因正火处理而大幅下降，保证了钢板的强度要求。
本发明的优点在于，钢坯采用低碳成分，利用微合金元素Nb、V保证力学性能，同时加入Ti提高钢板的焊接性能；钢板力学性能优异，屈服强度可稳定达到420Mpa以上，抗拉强度可稳定达到550Mpa以上，-50℃V型缺口冲击功稳定达到140J以上；同时焊接试验结果显示，钢板焊接性能良好。钢板经正火处理后，表面、1/4处和中心处组织均为铁素体+珠光体，晶粒细小，可达10～11级。
具体实施方式
下列实施例中钢板成分均为本发明所设计的化学成分。控轧钢板采用以下工艺制备：
1、加热制度：将连铸坯加热到1230℃，保温5小时；
2、轧制工艺：保温后进行热轧，轧制分两阶段轧制，即再结晶区轧制和未再结晶区轧制，中间待温厚度控制在成品厚度的3倍，控制未再结晶区开轧温度为880℃，终轧温度在830℃；
3、水冷工艺：热轧后进行水冷，终冷温度控制在720℃，冷却速度控制在6℃/s；
将控轧钢板采用正火处理，具体实施方式如下：
实施例 1
控轧钢板正火温度为880℃，保温20分钟。钢板综合力学性能如表1所示。
实施例 2
控轧钢板正火温度为880℃，保温15分钟。钢板综合力学性能如表1所示。
实施例 3
控轧钢板正火温度为900℃，保温10分钟。钢板综合力学性能如表1所示。
实施例 4
控轧钢板正火温度为910℃，保温10分钟。钢板综合力学性能如表1所示。
表1 钢板经本发明方法处理后性能结果
Claims (3)
1.一种屈服强度为420MPa正火可焊接细晶粒钢板的制备方法，其特征在于，钢板生产工艺如下：
(1)加热制度：将连铸坯加热到1200～1250℃，保温4～5小时；
(2)轧制工艺：保温后进行热轧，轧制分为：再结晶区轧制和未再结晶区轧制两阶段，中间待温厚度控制在成品厚度的2.5～4.0倍，控制未再结晶区开轧温度为850～880℃，终轧温度在810～830℃；
(3)水冷工艺：热轧后进行水冷，终冷温度控制在650～740℃，冷却速度控制在5～8℃/s；
(4)正火工艺：钢板采用在880～910℃进行正火处理，保温5～20分钟。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钢板化学成分质量百分数为：C：0.10～0.20％，Si：0.25～0.65％，Mn：1.20～1.80％，Nb：0.020～0.060％，Ti：0.010～0.030％，V：0.030～0.150％，S≤0.010％，P≤0.020％，其余为Fe。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钢板厚度规格10～50mm，钢板表面、1/4处和中心处组织均为铁素体+珠光体，晶粒度为10～11级。
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