CN102061426B - 一种400~420mm大厚度低合金高强度结构钢及其生产方法 - Google Patents
一种400~420mm大厚度低合金高强度结构钢及其生产方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种强度与韧性良好的400~420mm大厚度低合金高强度结构钢及其生产方法。由以下重量百分比含量的化学成分组成:所述的各化学成分为:C:≤0.18%,Si:0.20~0.40%,Mn:1.30~1.55%,P:≤0.015%,S:≤0.003%,Als:0.010~0.035%,其余为Fe和不可避免的杂质。采用不添加Nb、V、Ti等细化晶粒元素,减少冶金成本及钢水夹杂物含量,工艺方面采用正火+风冷细化晶粒,确保质量符合标准及使用要求。其生产制造工序简单,可实现批量生产。应用的强化机理为组织强化、细晶强化、析出强化和固溶强化。
Description
技术领域
本发明涉及一种提高工业炼钢性能技术领域,特别是一种400~420mm大厚度低合金高强度结构钢及其生产方法。
背景技术
目前,特厚板Q345B一般用于车辆、起重机、矿山机械、电站、桥梁等承受动荷的结构、机械零件、建筑结构、一般金属结构件。现在各钢铁企业能够生产特厚规格Q345B的厂家寥寥无几,另外,国内市场上300mm以上规格的Q345B钢种,因厂家无法保证探伤、性能,市场供应量极少,如果依赖进口,不仅价格贵,而且进货周期长,无法保证工程的正常运行。并而且,国内外也没有厂家能生产400mm以上的此低合金高强度结构钢。
发明内容
本发明提供一种强度与韧性良好的400~420mm大厚度低合金高强度结构钢及其生产方法。
一种400~420mm大厚度低合金高强度结构钢,由以下重量百分比含量的化学成分组成:所述的各化学成分为:C:≤0.18%,Si:0.20~0.40%,Mn:1.30~1.55%,P:≤0.015%,S:≤0.003%,Als:0.010~0.035%,其余为Fe和不可避免的杂质。
以上各个化学成分的作用分析如下:C:是钢中最基础的强化元素,提高强度;Si:是固溶强化元素,对提高钢板的强度有利;Mn:是固溶强化元素,对提高钢板的强度和韧性均有利;P:对焊接不利,且具有一定的冷脆性,在本钢种中属于有害元素,应控制的尽量低;S:易形成MnS类夹杂物,具有一定的热脆性,在本钢种中属于有害元素,应控制的尽量低;Al:可以起到细化晶粒强化作用。所述特厚低合金高强度钢钢板厚度在400mm以上。
上述400~420mm大厚度低合金高强度结构钢的生产方法:包括如下步骤:
a.冶炼:转炉冶炼时确保出钢碳≥0.06%,出钢P≤0.018%;点吹次数不得大于2次,避免出钢过程下渣。钢水冶炼后送入LF精炼炉精炼,采取大渣量进行造渣,确保白渣保持时间控制在15min以上。VD真空精炼保压时间控制在20-25min;
b.浇注:采用48吨锭模进行浇注,开浇温度1555℃,本体浇注14-18min,冒口浇注5-8min;
c.加热:装钢后焖钢2小时,采用低速烧钢,1000℃以下时升温速度≤100℃/h,最高加热温度1300℃;
d.轧制:采用AR热轧不晾钢直接轧完。开轧温度控制在1000~1120℃之间,钢锭先纵轧消除锥度,然后留尾展宽,保证终轧温度<950℃;
e.缓冷:钢板轧制后入缓冷坑缓冷,堆垛温度≥450℃,缓冷时间≥96小时;
f.热处理:对钢板进行正火处理,保温温度:900±10℃;保温时间:2min/mm;冷却方式:风冷。
本发明的钢板化学成分设计方面,采用不添加Nb、V、Ti等细化晶粒元素,减少冶金成本及钢水夹杂物含量,工艺方面采用正火+风冷细化晶粒,确保质量符合标准及使用要求。其生产制造工序简单,可实现批量生产。应用的强化机理为组织强化、细晶强化、析出强化和固溶强化。C含量控制在≤0.18%,C主要与其他元素形成碳化物,起组织强化和析出强化的作用,使钢板强度增加;Mn含量控制在1.30~1.55%,Mn主要起固溶强化和降低相变温度,提高钢板强度的作用;因浇注钢锭较厚,P、S含量均需要严格控制,减少夹杂物和偏析。本发明的交货状态为正火,采用正火+风冷的工艺,可细化晶粒,提高钢板综合性能。通过进行合理的成分设计、模铸浇注、加热及热处理,成功地在转炉-模铸浇注-加热轧制-正火热处理生产线开发出了420mm特厚Q345B钢板,其实物屈服强度在305-350MPa,抗拉强度在500-555MPa,伸长率在23-25%,常温冲击功为160-233J,经JB/T 4730-2005标准无损探伤检测,可达探伤一级。该特厚板低合金高强度钢的开发满足了工程制造行业较高要求。
具体实施方式
实施例1
本发明所述特厚低合金高强度Q345B钢板实际成分为:C:0.147%,Si:0.35%,Mn:1.52%,P:0.012%,S:0.001%,Als:0.025%。其力学性能为:屈服强度305MPa,抗拉强度:500MPa,伸长率:25%,20℃冲击功:192J、166J、233J。
本发明的生产方法如下:
(1)冶炼工艺:转炉冶炼时确保出钢碳≥0.06%,出钢P≤0.018%;点吹次数不得大于2次,避免出钢过程下渣。钢水冶炼后送入LF精炼炉精炼,采取大渣量进行造渣,确保白渣保持时间控制在15min以上。VD真空精炼保压时间控制在20-25min;
(2)浇注工艺:采用48吨锭模进行浇注,开浇温度1555℃,本体浇注14-18min,冒口浇注5-8min;
(3)加热工艺:装钢后焖钢2小时,采用低速烧钢,1000℃以下时升温速度≤100℃/h,最高加热温度1300℃;
(4)轧制工艺:采用AR热轧不晾钢直接轧完。开轧温度控制在1000~1120℃之间,钢锭先纵轧消除锥度,然后留尾展宽,保证终轧温度<950℃;
(5)缓冷工艺:钢板轧制后入缓冷坑缓冷,堆垛温度≥450℃,缓冷时间≥96小时;
(6)热处理工艺:对钢板进行正火处理,保温温度:900±10℃;保温时间:2min/mm;冷却方式:风冷。
实践证明:本发明的钢板具有较好的综合性能,钢种冶炼不需添加Nb、V、Ti、Cr、Ni等合金元素,减少钢水成本,采用正火+风冷工艺,不进行调质处理,简化生产工序,缩短生产周期,适合大批量生产。
实施例2
本发明所述特厚低合金高强度Q345B钢板实际成分为:C:0.176%,Si:0.27%,Mn:1.48%,P:0.012%,S:0.001%,Als:0.015%,轧制钢板厚度为420mm,其力学性能为:屈服强度350MPa,抗拉强度:555MPa,伸长率:23%,20℃冲击功:160J、187J、205J。
本发明的生产方法如下:
(1)冶炼工艺:转炉冶炼时确保出钢碳≥0.06%,出钢P≤0.018%;点吹次数不得大于2次,避免出钢过程下渣。钢水冶炼后送入LF精炼炉精炼,采取大渣量进行造渣,确保白渣保持时间控制在15min以上。VD真空精炼保压时间控制在20-25min;
(2)浇注工艺:采用48吨锭模进行浇注,开浇温度1555℃,本体浇注14-18min,冒口浇注5-8min;
(3)加热工艺:装钢后焖钢2小时,采用低速烧钢,1000℃以下时升温速度≤100℃/h,最高加热温度1300℃;
(4)轧制工艺:采用AR热轧不晾钢直接轧完。开轧温度控制在1000~1120℃之间,钢锭先纵轧消除锥度,然后留尾展宽,保证终轧温度<950℃;
(5)缓冷工艺:钢板轧制后入缓冷坑缓冷,堆垛温度≥450℃,缓冷时间≥96小时;
(6)热处理工艺:对钢板进行正火处理,保温温度:900±10℃;保温时间:2min/mm;冷却方式:风冷。
实施例3
本发明所述特厚低合金高强度Q345B钢板实际成分为:C:0.160%,Si:0.31%,Mn:1.50%,P:0.012%,S:0.001%,Als:0.020%,轧制钢板厚度为420mm,其力学性能为:屈服强度360MPa,抗拉强度:530MPa,伸长率:26%,20℃冲击功:180J、178J、220J。
本发明的生产方法如下:
(1)冶炼工艺:转炉冶炼时确保出钢碳≥0.06%,出钢P≤0.018%;点吹次数不得大于2次,避免出钢过程下渣。钢水冶炼后送入LF精炼炉精炼,采取大渣量进行造渣,确保白渣保持时间控制在15min以上。VD真空精炼保压时间控制在20-25min;
(2)浇注工艺:采用48吨锭模进行浇注,开浇温度1555℃,本体浇注14-18min,冒口浇注5-8min;
(3)加热工艺:装钢后焖钢2小时,采用低速烧钢,1000℃以下时升温速度≤100℃/h,最高加热温度1300℃;
(4)轧制工艺:采用AR热轧不晾钢直接轧完。开轧温度控制在1000~1120℃之间,钢锭先纵轧消除锥度,然后留尾展宽,保证终轧温度<950℃;
(5)缓冷工艺:钢板轧制后入缓冷坑缓冷,堆垛温度≥450℃,缓冷时间≥96小时;
(6)热处理工艺:对钢板进行正火处理,保温温度:900±10℃;保温时间:2min/mm;冷却方式:风冷。
Claims (1)
1.一种400~420mm大厚度低合金高强度结构钢,其特征在于:由以下重量百分比含量的化学成分组成:所述的各化学成分为:C:≤0.18%, Si:0.20~0.40%, Mn:1.30~1.55%, P:≤0.015%, S:≤0.003%, Als:0.010~0.035%,其余为Fe和不可避免的杂质,该400~420mm大厚度低合金高强度结构钢的生产方法,它包括如下步骤:
a.冶炼:转炉冶炼时确保出钢碳≥0.06%,出钢P≤0.018%;点吹次数不得大于2次,避免出钢过程下渣,钢水冶炼后送入LF精炼炉精炼,采取大渣量进行造渣,确保白渣保持时间控制在15min以上,VD真空精炼保压时间控制在20-25min;
b. 浇注:采用48吨锭模进行浇注,开浇温度1555℃,本体浇注14-18min,冒口浇注5-8min;
c. 加热:装钢后焖钢2小时,采用低速烧钢,1000℃以下时升温速度≤100℃/h,最高加热温度1300℃;
d. 轧制:采用AR热轧不晾钢直接轧完,开轧温度控制在1000~1120℃之间,钢锭先纵轧消除锥度,然后留尾展宽,保证终轧温度<950℃;
e. 缓冷:钢板轧制后入缓冷坑缓冷,堆垛温度≥450℃,缓冷时间≥96小时;
f. 热处理:对钢板进行正火处理,保温温度:900±10℃;保温时间:2 min/mm;冷却方式:风冷。
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