CN106399840A - 低成本低屈强比调质型q690e钢板及生产方法 - Google Patents

低成本低屈强比调质型q690e钢板及生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低成本低屈强比调质型Q690E钢板及生产方法，所述钢板由以下重量百分含量的化学组分组成：C：0.16‑0.18%，Si：0.20‑0.40%，Mn：1.10‑1.20%，P≤0.015%，S≤0.005%，Cr：0.20‑0.30%，Mo：0.15‑0.25%，Al：0.020‑0.050%，B：0.0008‑0.002%，V：0.020‑0.045%，Ti：0.010‑0.020%，余量为Fe和不可避免的杂质。生产方法包括冶炼连铸工序、加热工序、轧制工序和热处理工序获得成品钢板。本发明的一种低成本低屈强比调质型Q690E钢板厚度为8‑40mm，具有强度适中、板厚1/4处低温冲击韧性优良的特点，有广阔的应用前景。

Description

低成本低屈强比调质型Q690E钢板及生产方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种低成本低屈强比调质型Q690E钢板及生产方法。
背景技术
调质型Q690E主要用于工程机械如大型履带式起重机的臂架、拉板等关键部位。随着工程机械向大型化、轻量化发展，对该钢种的需求量越来越大，同时其强韧性、焊接性提出更高的要求，同时为了确保设备的安全性能，对调质型Q690E屈强比也提出了更高的要求，传统工艺生产的调质型Q690E屈强比一般在0.95-0.97之间。尽管近年来, 通过TMCP工艺生产出的Q690E具有更低屈强比和碳当量（Ceq）以及成本，但传统调质热处理( 淬火+ 高温回火) 生产的Q690E质量稳定性和钢板均匀性更优。因此，在大型工程机械关键部位生产中，调质型Q690E仍不可替代，但其合金元素含量高，导致钢板的成本、碳当量（Ceq）较高，从而制约了调质型Q690E钢板的进一步发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种低成本低屈强比调质型Q690E钢板及生产方法，该Q690E钢板强韧性优良、低温冲击韧性良好。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种低成本低屈强比调质型Q690E钢板，所述钢板由以下重量百分含量的化学组分组成：C：0.16-0.18%，Si：0.20-0.40%，Mn：1.10-1.20%，P≤0.015%，S≤0.005%，Cr：0.20-0.30%，Mo：0.15-0.25%，Al：0.020-0.050%，B：0.0008-0.002%，V：0.020-0.045%，Ti：0.010-0.020%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明所述钢板的Ceq≤0.50；其计算方法为Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15。
本发明所述钢板厚度为8-40mm。
本发明所述钢板屈服强度≥690MPa，抗拉强度770-940MPa，延伸率A50%≥14%；-40℃纵向冲击功≥34J。
本发明的另一目的在于提供一种上述的低成本低屈强比调质型Q690E钢板的生产方法，所述生产方法包括冶炼连铸工序、加热工序、轧制工序和热处理工序；所述冶炼连铸工序所得连铸坯由以下重量百分含量的化学组分组成：C：0.16-0.18%，Si：0.20-0.40%，Mn：1.10-1.20%，P≤0.015%，S≤0.005%，Cr：0.20-0.30%，Mo：0.15-0.25%，Al：0.020-0.050%，B：0.0008-0.002%，V：0.020-0.045%，Ti：0.010-0.020%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明所述加热工序，最高加热温度1250℃，均热温度1220～1240℃，加热系数≥11min/cm，均热时间≥60min。
本发明所述轧制工序，采用控制轧制工艺，开轧温度1000～1050℃，低速大压下量轧制，单道次压下量≥15%，二阶段保证累计压下率≥60%，轧后进行在线冷却，得到钢板粗品。
本发明所述热处理工序采用淬火+回火工艺，淬火温度为880±5℃，回火温度为580±5℃，保温时间为(4.0～4.5)×t分钟，t为钢板毫米厚度；并且保温时间≥60min，保温后空冷制得成品钢板。
本发明所述热处理工序采用淬火+回火工艺，淬火介质为水。
本发明钢板热处理过程中的保温时间不够60min的情况下，保温至少60min。
采用上述技术方案产生的有益效果在于：1、本发明的生产方法实现了较低的碳当量化学成分设计，取消了Nb、Ni等贵重合金，采用二阶段控轧工艺即II型控轧，解决了晶粒粗大不均等问题，通过淬火＋回火工艺，最终得到了具有均匀细小的组织结构和优良的综合力学性能，生产的钢板各项力学性能指标均符合技术要求，产成本显著降低。2、本发明钢板厚度为8-40mm，屈服强度≥690MPa，抗拉强度770-940MPa，延伸率A50%≥14%，屈强比≤0.90，-40℃纵向冲击功≥34J，Ceq≤0.50。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
本钢板的厚度为40mm，由以下重量百分含量的化学组分组成：C：0.18%，Si：0.38%，Mn：1.19%，P：0.014%，S：0.005%，Cr：0.25%，Mo：0.23%，Al：0.047%，B：0.0018%，V：0.044%，Ti：0.019%，余量为Fe和不可避免的杂质，Ceq=0.485。
本钢板的生产方法包含冶炼连铸工序、加热工序、轧制工序、热处理工序，各工序步骤如下：
（1）钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，深度脱氧、脱硫，按目标要求调整钢水成分，钢水温度达到（1620±10）℃后转入VD炉真空脱气处理。之后经过连铸操作铸出坯料，得到厚度为250mm的连铸坯。
（2）加热工序: 加热温度1250℃，均热温度1240℃，总加热时间5小时，加热系数12min/cm，均热时间60min。
（3）轧制：轧制采用高温再结晶控制轧制工艺，开轧温度1040℃，单道次压下量为17%，二阶累计压下率为65％，得到钢板粗品。轧后在线冷却。
（4）热处理工序：钢板钢板经过淬火＋回火处理，制得所述的调质高强钢板；其中，淬火温度为885℃；回火温度为585℃，保温时间为180min，加速冷却介质为水，出炉空冷。
本调质高强钢板的力学性能为：Rp0.2 810MPa、Rm 910MPa、屈强比0.89、A5015.0%、-40℃时纵向Akv109J。
实施例2
本钢板的厚度为40mm，由以下重量百分含量的化学组分组成：C：0.17%，Si：0.31%，Mn：1.15%，P：0.012%，S：0.003%，Cr：0.20%，Mo：0.19%，Al：0.038%，B：0.0015%，V：0.035%，Ti：0.015%，余量为Fe和不可避免的杂质，Ceq=0.446。
本钢板的生产方法包含冶炼连铸工序、加热工序、轧制工序、热处理工序，各工序步骤如下：
（1）钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，深度脱氧、脱硫，按目标要求调整钢水成分，钢水温度达到（1620±10）℃后转入VD炉真空脱气处理。之后经过连铸操作铸出坯料，得到厚度为250mm的连铸坯；
（2）加热工序: 加热温度1240℃，均热温度1230℃，总加热时间4.8小时，加热系数11.52min/cm，均热时间72min；
（3）轧制：轧制采用高温再结晶控制轧制工艺，开轧温度1040℃，单道次压下量为16%，二阶段累计压下率为65％，得到钢板粗品。轧后在线冷却；
（4）热处理工序：钢板钢板经过淬火＋回火处理，制得所述的调质高强钢板；其中，淬火温度为880℃；回火温度为580℃，保温时间为180min，加速冷却介质为水，出炉空冷。
本调质高强钢板的力学性能为：Rp0.2 766MPa、Rm 876MPa、屈强比0.87、A5016.0%、-40℃时纵向Akv148J。
实施例3
本钢板的厚度为20mm，由以下重量百分含量的化学组分组成：C：0.16%，Si：0.20%，Mn：1.10%，P：0.008%，S：0.003%，Cr：0.25%，Mo：0.15%，Al：0.020%，B：0.0008%，V：0.020%，Ti：0.010%，余量为Fe和不可避免的杂质,Ceq=0.371。
本钢板的生产方法包含冶炼连铸工序、加热工序、轧制工序、热处理工序，各工序步骤如下：
（1）钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，深度脱氧、脱硫，按目标要求调整钢水成分，钢水温度达到（1620±10）℃后转入VD炉真空脱气处理。之后经过连铸操作铸出坯料，得到厚度为250mm的连铸坯；
（2）加热工序:加热温度1245℃，均热温度1220℃，总加热时间5小时，加热系数12min/cm，均热时间70min；
（3）轧制：轧制采用高温再结晶控制轧制工艺，开轧温度1000℃，单道次压下量为15%，二阶累计压下率为60％，得到钢板粗品。轧后在线冷却；
（4）热处理工序：钢板钢板经过淬火＋回火处理，制得所述的调质高强钢板；其中，淬火温度为875℃；回火温度为575℃，保温时间为80min，加速冷却介质为水，出炉空冷。
本调质高强钢板的力学性能为：Rp0.2 784MPa、Rm 890MPa、屈强比0.88、A5016.0%、-40℃时纵向Akv102J。
实施例4
本钢板的厚度为8mm，由以下重量百分含量的化学组分组成：C：0.17%，Si：0.40%，Mn：1.20%，P：0.015%，S：0.002%，Cr：0.30%，Mo：0.25%，Al：0.050%，B：0.002%，V：0.045%，Ti：0.020%，余量为Fe和不可避免的杂质,Ceq=0.489 。
本钢板的生产方法包含冶炼连铸工序、加热工序、轧制工序、热处理工序，各工序步骤如下：
（1）钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，深度脱氧、脱硫，按目标要求调整钢水成分，钢水温度达到（1620±10）℃后转入VD炉真空脱气处理。之后经过连铸操作铸出坯料，得到厚度为250mm的连铸坯；
（2）加热工序: 加热温度1250℃，均热温度1235℃，总加热时间4.58小时，加热系数11min/cm，均热时间60min；
（3）轧制：轧制采用高温再结晶控制轧制工艺，开轧温度1050℃，单道次压下量为18%，二阶累计压下率为70％，得到钢板粗品。轧后在线冷却；
（4）热处理工序：钢板钢板经过淬火＋回火处理，制得所述的调质高强钢板；其中，淬火温度为880℃；回火温度为585℃，保温时间为60min，加速冷却介质为水，出炉空冷。
本调质高强钢板的力学性能为：Rp0.2 790MPa、Rm 918MPa、屈强比0.86、A5017.0%、-40℃时纵向Akv115J。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种低成本低屈强比调质型Q690E钢板，其特征在于，所述钢板由以下重量百分含量的化学组分组成：C：0.16-0.18%，Si：0.20-0.40%，Mn：1.10-1.20%，P≤0.015%，S≤0.005%，Cr：0.20-0.30%，Mo：0.15-0.25%，Al：0.020-0.050%，B：0.0008-0.002%，V：0.020-0.045%，Ti：0.010-0.020%，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的低成本低屈强比调质型Q690E钢板，其特征在于，所述钢板的Ceq≤0.50，其计算方法为Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15。
3.根据权利要求1或2所述的低成本低屈强比调质型Q690E钢板，其特征在于，所述钢板厚度为8-40mm。
4.根据权利要求1或2所述的低成本低屈强比调质型Q690E钢板，其特征在于，所述钢板屈服强度≥690MPa，抗拉强度770-940MPa，延伸率A50%≥14%；-40℃纵向冲击功≥34J。
5.基于权利要求1-4任意一项所述的低成本低屈强比调质型Q690E钢板的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括冶炼连铸工序、加热工序、轧制工序和热处理工序；所述冶炼连铸工序所得连铸坯由以下重量百分含量的化学组分组成：C：0.16-0.18%，Si：0.20-0.40%，Mn：1.10-1.20%，P≤0.015%，S≤0.005%，Cr：0.20-0.30%，Mo：0.15-0.25%，Al：0.020-0.050%，B：0.0008-0.002%，V：0.020-0.045%，Ti：0.010-0.020%，余量为Fe和不可避免的杂质。
6.根据权利要求5所述的生产方法，其特征在于，所述加热工序，最高加热温度1250℃，均热温度1220～1240℃，加热系数≥11min/cm，均热时间≥60min。
7.根据权利要求5所述的生产方法，其特征在于，所述轧制工序，采用控制轧制工艺，开轧温度1000～1050℃，低速大压下量轧制，单道次压下量≥15%，二阶段保证累计压下率≥60%，轧后进行在线冷却，得到钢板粗品。
8.根据权利要求5-7任意一项所述的生产方法，其特征在于，所述热处理工序采用淬火+回火工艺，淬火温度为880±5℃，回火温度为580±5℃，保温时间为(4.0～4.5)×t分钟，t为钢板毫米厚度；并且保温时间≥60min，保温后空冷制得成品钢板。
9.根据权利要求5-7任意一项所述的生产方法，其特征在于，所述热处理工序，淬火介质为水。
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