CN106498277A - 一种特厚高强高韧性工程机械用调制钢板及生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种特厚高强高韧性工程机械用调制钢板及生产方法，钢板由以下重量百分含量的组分组成：C：0.15‑0.19%，Si：0.20‑0.50%，Mn：0.90‑1.10%，P≤0.015%，S≤0.005%，Cr：1.00‑1.20%，Mo：0.40‑0.70%，Ni：1.40‑1.50%，Al：0.020‑0.050%，B：0.001‑0.003%，Nb：0.020‑0.040%，V：0.040‑0.060%，Ti：0.010‑0.020%，余量为Fe和不可避免的杂质。生产工序包括冶炼工序、连铸工序、加热工序、轧制工序和热处理工序。本发明的特厚高强高韧性结构用调制钢板最大厚度可达到260mm，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
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种特厚高强高韧性工程机械用调制钢板及生产方法。
背景技术
Q690E(F)作为工程机械用钢的重要品种，广泛应用于大型挖掘机、汽车吊、履带吊等工程机械的主要结构件的生产中。目前我国国家标准GB/T 16270-2009所规定的最大厚度为150mm。随着工程机械向大型化、重型化发展，对Q690E(F)钢板的厚度、冲击等性能提出了更高要求。在背景技术条件下，舞阳钢铁有限责任公司积极应对，开发出基于GB/T16270-2009标准特厚高强高韧性工程机械用调质钢板Q690F。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种最大厚度260mm、强韧性优良、低温冲击韧性良好的特厚高强高韧性工程机械用调质钢板；本发明还提供了一种特厚高强高韧性工程机械用调质钢板的生产方法。
为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：一种特厚高强高韧性工程机械用调制钢板，所述钢板由以下重量百分含量的组分组成：C：0.15-0.19%，Si：0.20-0.50%，Mn：0.90-1.10%，P≤0.015%，S≤0.005%，Cr：1.00-1.20%，Mo：0.40-0.70%，Ni：1.40-1.50%，Al：0.020-0.050%，B：0.001-0.003%，Nb：0.020-0.040%，V：0.040-0.060%，Ti：0.010-0.020%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明所述钢板最大厚度为260mm。
本发明所述钢板屈服强度≥650MPa；抗拉强度为710-900MPa；延伸率A50%≥14%；-60℃纵向冲击功≥47焦耳。
本发明另一目的在于提供一种上述特厚高强高韧性工程机械用调制钢板的生产方法，所述钢板生产工序包括冶炼工序、连铸工序、加热工序、轧制工序和热处理工序；所述冶炼工序所得钢锭由下述重量百分含量的组分组成：C：0.15-0.19%，Si：0.20-0.50%，Mn：0.90-1.10%，P≤0.015%，S≤0.005%，Cr：1.00-1.20%，Mo：0.40-0.70%，Ni：1.40-1.50%，Al：0.020-0.050%，B：0.001-0.003%，Nb：0.020-0.040%，V：0.040-0.060%，Ti：0.010-0.020%，余量为Fe和不可避免的杂质；所述热处理工序采用淬火+淬火+回火工艺，淬火介质为水。
本发明所述轧制工序采用高温再结晶控制轧制工艺。
本发明所述加热工序最高加热温度1260℃，均热温度1180～1220℃，总加热时间24～32小时，均热时间≥5h。
本发明所述轧制工序：轧制采用高温再结晶控制轧制工艺，开轧温度1000～1050℃，低速大压下量轧制，单道次压下量为10～20%，终轧温度940±20℃，累计压下率为65～80％，得到钢板粗品。
本发明所述堆垛工序：轧后及时避风堆垛，堆垛温度650～680℃，堆垛时间72-86小时。
本发明所述热处理工序：一次淬火：淬火温度：910±10℃，钢板入水时间控制在60～70min之间；二次淬火：淬火温度：880±10℃，钢板入水时间控制在70～90min之间；回火：回火温度在640～660℃之间，保温时间4.0～4.5min/mm，得到成品钢板。
本发明所述冶模铸炼工序：钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，钢水温度达到或超过1610℃转入VD炉真空脱气处理，VD前加入CaSi块≥1kg/t，改变夹杂物形态。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明的特厚高强高韧性工程机械用调质钢板屈服强度≥650MPa；抗拉强度为710-900MPa；延伸率A50%≥14%；-60℃纵向冲击功≥47焦耳。该钢板满足了国内外大型机械行业对于大厚度、低温作业、高强韧性的需求，钢板的力学性能均匀，板型良好。
具体实施方式
本发明特厚高强高韧性工程机械用调制钢板生产工序如下：
1）冶炼：钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，钢水温度达到或超过1610℃转入VD炉真空脱气处理，VD前加入CaSi块≥1kg/t（t单位为吨）改变夹杂物形态，保证钢水中组分为：C：0.15-0.19%，Si：0.20-0.50%，Mn：0.90-1.10%，P≤0.015%，S≤0.005%，Cr：1.00-1.20%，Mo：0.40-0.70%，Ni：1.40-1.50%，Al：0.020-0.050%，B：0.001-0.003%，Nb：0.020-0.040%，V：0.040-0.060%，Ti：0.010-0.020%，余量为Fe和不可避免的杂质。
2）模铸：采用大型扁钢锭（最小厚度780mm）生产，采用保护浇注技术，浇注工艺按舞钢相关模铸浇注规定执行。
3）加热：最高加热温度1260℃，均热温度1180～1220℃，总加热时间24～32小时，均热时间≥5h。
4）轧制：轧制采用高温再结晶控制轧制工艺，开轧温度1000～1050℃，低速大压下量轧制，单道次压下量为10%～20%，终轧温度940℃±20℃，累计压下率为65％～80％，得到钢板粗品。
5）热堆垛：轧后及时避风堆垛，堆垛温度650℃～680℃，堆垛时间72小时-86小时。
6）热处理
一次淬火：淬火温度：910℃±10℃，钢板入水时间控制在60min～70min之间。
二次淬火：淬火温度：880℃±10℃，钢板入水时间控制在70min～90min之间。
回火：回火温度在640℃～660℃之间，保温时间4.0min/mm～4.5min/mm，得到成品钢板。
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260mm，化学成分由以下重量百分含量的组分组成：C：0.19%，Si：0.48%，Mn：1.09%，P：0.014%，S：0.005%，Cr：1.18%，Mo：0.68%，Ni：1.49%，Al：0.048%，B：0.0027%，Nb：0.038，V：0.058，Ti：0.019%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本钢板的生产方法包含冶炼模铸工序、加热工序、轧制工序、热处理工序，各工序步骤如下：
1）冶炼工序：钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，深度脱氧、脱硫，调整钢水成分达到目标要求。钢水温度达到（1650±10）℃后转入VD炉真空脱气处理，VD前加入CaSi块1kg/t，改变夹杂物形态。
2）连铸工序：采用惰性气体保护浇注，将冶炼后的钢水按既定的工艺浇成大型扁铸锭。
3）加热工序：加热温度1250℃，均热温度1210℃总加热时间31小时，保温时间7小时。
4）轧制：轧制采用高温再结晶控制轧制工艺，开轧温度1040℃，低速大压下量轧制，单道次压下量为10%，终轧温度955℃，累计压下率为70％，得到钢板粗品。
5）轧后堆垛缓冷，堆垛温度650℃，堆垛时间82小时。
6）热处理工序：钢板经过两次淬火和回火处理，制得所述的调质高强钢板；其中，一次淬火温度为910℃，淬火介质为水，入水时间为65分钟；二次淬火温度为880℃，淬火介质为水，入水时间为80分钟；回火温度为655℃，保温时间为4.4min/mm，出炉空冷。
本调质高强钢板的力学性能为：Rp0.2：680MPa、Rm：830MPa、A50：15.0%、-60℃时纵向Akv207J。
实施例2
本钢板的厚度为260mm，化学成分由以下重量百分含量的组分组成：C：0.18%，Si：0.50%，Mn：1.10%，P：0.015%，S：0.004%，Cr：1.20%，Mo：0.70%，Ni：1.50%，Al：0.050%，B：0.003%，Nb：0.040%，V：0.060%，Ti：0.020%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本钢板的生产方法包含冶炼模铸工序、加热工序、轧制工序、热处理工序，各工序步骤如下：
1）冶炼工序：钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，深度脱氧、脱硫，调整钢水成分达到目标要求。钢水温度达到（1650±10）℃后转入VD炉真空脱气处理，VD前加入CaSi块2kg/t，改变夹杂物形态。
2）连铸工序：采用惰性气体保护浇注，将冶炼后的钢水按既定的工艺浇成大型扁铸锭。
3）加热工序：加热温度1260℃，均热温度1220℃总加热时间24小时，保温时间5小时。
4）轧制：轧制采用高温再结晶控制轧制工艺，开轧温度1050℃，低速大压下量轧制，单道次压下量为20%，终轧温度960℃，累计压下率为80％，得到钢板粗品。
5）轧后堆垛缓冷，堆垛温度660℃，堆垛时间72小时。
6）热处理工序：钢板经过两次淬火和回火处理，制得所述的调质高强钢板；其中，一次淬火温度为920℃，淬火介质为水，入水时间为70分钟；二次淬火温度为890℃，淬火介质为水，入水时间为90分钟；回火温度为640℃，保温时间为4.5min/mm，出炉空冷。
本调质高强钢板的力学性能为：Rp0.2：690MPa、Rm：791MPa、A50：18%、-60℃时纵向Akv165J。
实施例3
本钢板的厚度为260mm，化学成分由以下重量百分含量的组分组成：C：0.15%，Si：0.20%，Mn：1.0%，P：0.010%，S：0.003%，Cr：1.10%，Mo：0.53%，Ni：1.40%，Al：0.037%，B：0.001%，Nb：0.028%，V：0.060%，Ti：0.019%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本钢板的生产方法包含冶炼模铸工序、加热工序、轧制工序、热处理工序，各工序步骤如下：
1）冶炼工序：钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，深度脱氧、脱硫，调整钢水成分达到目标要求。钢水温度达到（1650±10）℃后转入VD炉真空脱气处理，VD前加入CaSi块4kg/t，改变夹杂物形态。
2）连铸工序：采用惰性气体保护浇注，将冶炼后的钢水按既定的工艺浇成大型扁铸锭。
3）加热工序：加热温度1250℃，均热温度1180℃总加热时间32小时，保温时间8小时。
4）轧制：轧制采用高温再结晶控制轧制工艺，开轧温度1000℃，低速大压下量轧制，单道次压下量为15%，终轧温度940℃，累计压下率为75％，得到钢板粗品。
5）轧后堆垛缓冷，堆垛温度680℃，堆垛时间86小时。
6）热处理工序：钢板经过两次淬火和回火处理，制得所述的调质高强钢板；其中，一次淬火温度为900℃，淬火介质为水，入水时间为60分钟；二次淬火温度为870℃，淬火介质为水，入水时间为70分钟；回火温度为660℃，保温时间为4.0min/mm，出炉空冷。
本调质高强钢板的力学性能为：Rp0.2：670MPa、Rm：810MPa、A50：18%、-60℃时纵向Akv172J。
实施例4
本钢板的厚度为220mm，化学成分由以下重量百分含量的组分组成：C：0.16%，Si：0.42%，Mn：0.90%，P：0.012%，S：0.002%，Cr：1.00%，Mo：0.50%，Ni：1.41%，Al：0.030%，B：0.002%，Nb：0.033%，V：0.050%，Ti：0.016%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本钢板的生产方法包含冶炼模铸工序、加热工序、轧制工序、热处理工序，各工序步骤如下：
1）冶炼工序：钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，深度脱氧、脱硫，调整钢水成分达到目标要求。钢水温度达到（1650±10）℃后转入VD炉真空脱气处理，VD前加入CaSi块5kg/t，改变夹杂物形态。
2）连铸工序：采用惰性气体保护浇注，将冶炼后的钢水按既定的工艺浇成大型扁铸锭。
3）加热工序：加热温度1260℃，均热温度1190℃总加热时间30小时，保温时间7小时。
4）轧制：轧制采用高温再结晶控制轧制工艺，开轧温度1035℃，低速大压下量轧制，单道次压下量为12%，终轧温度955℃，累计压下率为65％，得到钢板粗品。
5）轧后堆垛缓冷，堆垛温度670℃，堆垛时间78小时。
6）热处理工序：钢板经过两次淬火和回火处理，制得所述的调质高强钢板；其中，一次淬火温度为915℃，淬火介质为水，入水时间为68分钟；二次淬火温度为885℃，淬火介质为水，入水时间为85分钟；回火温度为645℃，保温时间为4.1min/mm，出炉空冷。
本调质高强钢板的力学性能为：Rp0.2：701MPa、Rm：823MPa、A50：16%、-60℃时纵向Akv156J。
实施例5
本钢板的厚度为200mm，化学成分由以下重量百分含量的组分组成：C：0.17%，Si：0.30%，Mn：0.98%，P：0.007%，S：0.003%，Cr：1.12%，Mo：0.40%，Ni：1.43%，Al：0.020%，B：0.001%，Nb：0.020%，V：0.044%，Ti：0.010%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本钢板的生产方法包含冶炼模铸工序、加热工序、轧制工序、热处理工序，各工序步骤如下：
1）冶炼工序：钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，深度脱氧、脱硫，调整钢水成分达到目标要求。钢水温度达到（1650±10）℃后转入VD炉真空脱气处理，VD前加入CaSi块3kg/t，改变夹杂物形态。
2）连铸工序：采用惰性气体保护浇注，将冶炼后的钢水按既定的工艺浇成大型扁铸锭。
3）加热工序：加热温度1250℃，均热温度1200℃总加热时间28小时，保温时间6小时。
4）轧制：轧制采用高温再结晶控制轧制工艺，开轧温度1020℃，低速大压下量轧制，单道次压下量为18%，终轧温度955℃，累计压下率为72％，得到钢板粗品。
5）轧后堆垛缓冷，堆垛温度665℃，堆垛时间82小时。
6）热处理工序：钢板经过两次淬火和回火处理，制得所述的调质高强钢板；其中，一次淬火温度为905℃，淬火介质为水，入水时间为62分钟；二次淬火温度为875℃，淬火介质为水，入水时间为85分钟；回火温度为650℃，保温时间为4.3min/mm，出炉空冷。
本调质高强钢板的力学性能为：Rp0.2：678MPa、Rm：808MPa、A50：17%、-60℃时纵向Akv197J。
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 (10)
1.一种特厚高强高韧性工程机械用调制钢板，其特征在于，所述钢板由以下重量百分含量的组分组成：C：0.15-0.19%，Si：0.20-0.50%，Mn：0.90-1.10%，P≤0.015%，S≤0.005%，Cr：1.00-1.20%，Mo：0.40-0.70%，Ni：1.40-1.50%，Al：0.020-0.050%，B：0.001-0.003%，Nb：0.020-0.040%，V：0.040-0.060%，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所述的一种特厚高强高韧性结构用调制钢板，其特征在于，所述钢板最大厚度为260mm。
3.根据权利要求1所述的一种特厚高强高韧性结构用调制钢板，其特征在于，所述钢板屈服强度≥650MPa；抗拉强度为710-900MPa；延伸率A50%≥14%；-60℃纵向冲击功≥47焦耳。
4.一种如权利要求1-3任意一项所述的一种特厚高强高韧性工程机械用调制钢板的生产方法，其特征在于，所述钢板生产工序包括冶炼工序、连铸工序、加热工序、轧制工序和热处理工序；所述冶炼工序所得钢锭由下述重量百分含量的组分组成：C：0.15-0.19%，Si：0.20-0.50%，Mn：0.90-1.10%，P≤0.015%，S≤0.005%，Cr：1.00-1.20%，Mo：0.40-0.70%，Ni：1.40-1.50%，Al：0.020-0.050%，B：0.001-0.003%，Nb：0.020-0.040%，V：0.040-0.060%，Ti：0.010-0.020%，余量为Fe和不可避免的杂质；所述热处理工序采用淬火+淬火+回火工艺，淬火介质为水。
5.根据权利要求4所述的生产方法，其特征在于，所述轧制工序采用高温再结晶控制轧制工艺。
6.根据权利要求4或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1260℃，均热温度1180～1220℃，总加热时间24～32小时，均热时间≥5h。
7.根据权利要求4所述的生产方法，其特征在于，所述轧制工序：轧制采用高温再结晶控制轧制工艺，开轧温度1000～1050℃，低速大压下量轧制，单道次压下量为10～20%，终轧温度940±20℃，累计压下率为65～80％，得到钢板粗品。
8.根据权利要求4或5所述的生产方法，其特征在于，所述堆垛工序：轧后及时避风堆垛，堆垛温度650～680℃，堆垛时间72-86小时。
9.根据权利要求4或5所述的生产方法，其特征在于，所述热处理工序：一次淬火：淬火温度：910±10℃，钢板入水时间控制在60～70min之间；二次淬火：淬火温度：880±10℃，钢板入水时间控制在70～90min之间；回火：回火温度在640～660℃之间，保温时间4.0～4.5min/mm，得到成品钢板。
10.根据权利要求4或5所述的生产方法，其特征在于，所述冶模铸炼工序：钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，钢水温度达到或超过1610℃转入VD炉真空脱气处理，VD前加入CaSi块≥1kg/t，改变夹杂物形态。
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