CN107267857A - 一种07MnNiMoDR钢板及其在线淬火生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种在线淬火生产07MnNiMoDR钢板的方法，方法包括轧制、在线淬火冷却、回火工序；钢板化学成分组成及质量百分含量为：C：0.06‑0.09%，Si：0.20‑0.50%，Mn：1.50‑1.60%，P≤0.010%，S≤0.005%，Alt：0.020‑0.050%，Ni：0.30‑0.40%，Mo：0.10‑0.20%，Nb：0.015‑0.025%，Cr：0.10‑0.20%，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明通过合理的成分设计，采用控轧+ACC合理配合，达到在线淬火，获得与常规调质处理同效果的钢板力学性能，无需进行离线淬火，简化了热处理工序，提高了生产效率，节约了能源。

Description

一种07MnNiMoDR钢板及其在线淬火生产方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种07MnNiMoDR钢板及其在线淬火生产方法。
背景技术
国标中07MnNiMoDR钢作为一种替代国外进口材料的液化石油气（LPG）低温储罐用钢，由于该类低碳贝氏体型钢板具有工艺简单、节省能源、强韧性好、易于成型以及优良的焊接性能等优点，可大大降低液化石油气低温储罐的制造成本，在市场中的需求越来越大，被广泛用于制造液化石油气低温储罐容器。现今我国经济高速发展，中国市场已经成为世界上较大的液化石油气的需求区。即随着液化石油气使用量的增加，对07MnNiMoDR钢的需求量也不断增加。
目前关于07MnNiMoDR钢的生产，根据GB/T19189《压力容器用调质高强度钢板》标准，采用调质(离线淬火+回火)交货。例如现有专利，CN201610414647的《一种调质型高强度低温容器用钢板及其生产方法》，CN201310292500.2《一种低温容器用钢07MnNiMoDR的生产方法》等，均采用常规的热处理方法，即钢板轧制后、（堆垛）冷却、再经过热处理工序，通过热处理加热炉将钢板重新加热到相应温度后淬火冷却、合适温度回火。该生产方法生产工序多、周期长、能耗大、成本高。
为提高产能，简化生产工序，开发新工艺，本专利采用轧制过程通过控制合理的冷却速度和终轧温度，实现轧线在线淬火的目的。即通过本专利工艺可实现钢板轧制后进行适合温度的回火处理后，钢板的各项力学性能均符合技术要求。本工艺生产07MnNiMoDR钢板，具有工艺流程短、能耗低、成本低、快节奏的特点，适应钢铁企业降本增效的需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种07MnNiMoDR钢板及其在线淬火生产方法。本发明方法简化了生产工艺，打破了常规利用调质(离线淬火+回火)方法生产钢板的生产流程，利用本工艺，可以稳定生产厚度≤50mm具有低温韧性的07MnNiMoDR钢板。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下：一种07MnNiMoDR钢板，所述钢板化学成分组成及质量百分含量如下：C：0.06-0.09%，Si：0.20-0.50%，Mn：1.50-1.60%，P≤0.010%，S≤0.005%，Alt：0.020-0.050%，Ni：0.30-0.40%，Mo：0.10-0.20%，Nb：0.015-0.025%，Cr：0.10-0.20%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明所述钢板内部是贝氏体和铁素体的双相组织。
本发明所述钢板厚度≤50mm。
本发明所述钢板力学性能：屈服强度≥530MPa，抗拉强度630-680MPa，延伸率≥21％，-50℃低温冲击功≥150J。
本发明另一目的在于提供一种上述07MnNiMoDR钢板在线淬火生产方法，所述方法包括轧制、在线淬火冷却、回火工序；所述在线淬火冷却工序，轧后钢板即入ACC冷却。
本发明所述在线淬火冷却工序，轧后钢板即入ACC冷却，入水温度为760-770℃，辊速0.4-0.8m/s，冷速为7-12℃/S，出水返红温度为500-550℃。
本发明所述在线淬火冷却工序，冷却***包含A、B、C、D区四组压力冷却水段，当钢板厚度≤38mm时，四区上下集管水比均为0.7：1，水量流速A区控制在300-400m3/h，B、C、D区分别控制在200-300m3/h；当38mm≤钢板厚度≤50mm时，四区上下集管水比均为0.8：1，水量流速A区控制在400-500m3/h，B、C、D区分别控制在300-400m3/h。
本发明所述轧制工序，钢坯总加热时间≥8min/cm×H，H为连铸坯厚度，单位为cm；最高加热温度≤1260℃，均热段温度为1240-1260℃。
本发明所述轧制工序，采用Ⅱ阶段轧制，第I阶段保证高温大压下量轧制，1000℃以上有2～3道次的压下率在20%以上，待温晾钢厚度为2.5倍以上的成品厚度，第Ⅱ阶段开轧温度为830-850℃，终轧温度为770-790℃。
本发明所述回火工序，回火温度为640-660℃，总回火时间系数为1.5-2.5min/mm，出炉空冷。
本发明07MnNiMoDR钢板产品标准参考GB/T19189《压力容器用调质高强度钢板》标准。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明轧制过程中，采用控轧+ACC的合理配合，获得较大的冷速以及较低的返红温度，达到在线淬火的目的，冷却过程更容易控制，冷却更加均匀，性能更加稳定。2、本发明在线淬火工艺生产07MnNiMoDR钢板，通过合理的轧制、冷却及回火工艺实现钢板的综合力学性能，可减少一道淬火热处理工序，低成本高效地生产低温压力容器钢板。3、本发明同离线热处理相比，采用轧后直接在线淬火的工艺，获得与常规调质后同类型的金相组织，无需进行离线淬火，简化了热处理工序，同时提高了生产效率，节约了能源。4、本发明得到钢板均匀细小的贝氏体和铁素体的双相组织，且钢板组织均匀、细小、非金属夹杂极微，钢板最大厚度可达到50mm。5、本发明所得钢板的屈服强度≥530MPa，抗拉强度630-680MPa，延伸率≥21％，-50℃低温冲击功≥150J，综合力学性能较好。
附图说明
图1为实施例1中8mm厚钢板的显微组织图（板厚1/4处）；
图2为实施例2中24mm厚钢板的显微组织图（板厚1/4处）；
图3为实施例2中24mm厚钢板的显微组织图（板厚1/2处）；
图4为实施例3中35mm厚钢板的显微组织图（板厚1/4处）；
图5为实施例3中35mm厚钢板的显微组织图（板厚1/2处）；
图6为实施例4中42mm厚钢板的显微组织图（板厚1/4处）；
图7为实施例4中42mm厚钢板的显微组织图（板厚1/2处）；
图8为实施例5中50mm厚钢板的显微组织图（板厚1/4处）；
图9为实施例5中50mm厚钢板的显微组织图（（板厚1/2处）。
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
本实施例07MnNiMoDR钢板厚度为8mm，钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.06%，Si：0 .24%，Mn：1.60%，P：0.008%，S：0.003%，Alt：0.034%，Ni：0.33%，Mo：0.16%，Nb：0.025%，Cr：0.10%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例07MnNiMoDR钢板生产方法包括轧制、在线淬火冷却、回火工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）轧制工序：在轧制过程中，采用210mm厚度的连铸坯轧制，钢坯总加热时间168min，最高加热温度1250℃，均热段温度为1240℃；轧制时采用Ⅱ阶段轧制，第I阶段保证高温大压下量轧制，1000℃以上有2道次的压下率达46%，待温晾钢厚度为60mm，第Ⅱ阶段开轧温度为830℃，终轧温度为790℃。
（2）在线淬火冷却工序：在线淬火冷却过程中，钢板轧制后随辊道进入ACC进行冷却，入水温度为760℃，辊速0.8m/s，冷速为11℃/S，出水返红温度为500℃；ACC冷却设备开启四组压力冷却水段，四区上下集管水比均为0.7：1，水量流速A区控制在330m3/h，B、C、D区分别控制在270m3/h。
（3）回火工序：在回火过程中，回火温度为660℃，总回火时间系数为1.5min/mm，出炉空冷。
本实施例所得07MnNiMoDR钢板的力学性能见表1，钢板板厚1/4处显微组织见图1。
实施例2
本实施例07MnNiMoDR钢板厚度为24mm，钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.06%，Si：0.20%，Mn：1.50%，P：0.009%，S：0.005%，Alt：0.045%，Ni：0.35%，Mo：0.10%，Nb：0.015%，Cr：0.12%，余量为Fe和微量不可避免的杂质。
本实施例07MnNiMoDR钢板生产方法包括轧制、在线淬火冷却、回火工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）轧制工序：在轧制过程中，采用250mm厚度的连铸坯轧制，钢坯总加热时间210min，最高加热温度1255℃，均热段温度为1241℃；轧制时采用Ⅱ阶段轧制，第I阶段保证高温大压下量轧制，1000℃以上有3道次的压下率达51%，待温晾钢厚度为80mm，第Ⅱ阶段开轧温度为837℃，终轧温度为783℃。
（2）在线淬火冷却工序：在线淬火冷却过程中，钢板轧制后随辊道进入ACC进行冷却，入水温度为768℃，辊速0.7m/s，冷速为12℃/S，出水返红温度为521℃；ACC冷却设备开启四组压力冷却水段，四区上下集管水比均为0.7：1，水量流速A区控制在300m3/h，B、C、D区分别控制在200m3/h。
（3）回火工序：在回火过程中，回火温度为660℃，总回火时间系数为2min/mm，出炉空冷。
本实施例所得07MnNiMoDR钢板的力学性能见表1，钢板板厚1/4处显微组织见图2，钢板板厚1/2处显微组织见图3。
实施例3
本实施例07MnNiMoDR钢板厚度为35mm，钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.07%，Si：0.50%，Mn：1.55%，P：0.010%，S：0.004%，Alt：0.020%，Ni：0.40%，Mo：0.19%，Nb：0.020%，Cr：0.15%，余量为Fe和微量不可避免的杂质。
本实施例07MnNiMoDR钢板生产方法包括轧制、在线淬火冷却、回火工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）轧制工序：在轧制过程中，采用250mm厚度的连铸坯轧制，钢坯总加热时间220min，最高加热温度1249℃，均热段温度为1258℃；轧制时采用Ⅱ阶段轧制，第I阶段保证高温大压下量轧制，1000℃以上有3道次的压下率达46%，待温晾钢厚度为90mm，第Ⅱ阶段开轧温度为850℃，终轧温度为770℃。
（2）在线淬火冷却工序：在线淬火冷却过程中，钢板轧制后随辊道进入ACC进行冷却，入水温度为762℃，辊速0.6m/s，冷速为10℃/S，出水返红温度为546℃；ACC冷却设备开启的四组压力冷却水段，四区上下集管水比均为0.7：1，水量流速A区控制在400m3/h，B、C、D区分别控制在300m3/h。
（3）回火工序：在回火过程中，回火温度为650℃，总回火时间系数为2min/mm，出炉空冷。
本实施例所得07MnNiMoDR钢板的力学性能见表1，钢板板厚1/4处显微组织见图4，钢板板厚1/2处显微组织见图5。
实施例4
本实施例07MnNiMoDR钢板厚度为42mm，钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.08%，Si：0.35%，Mn：1.53%，P：0.008%，S：0.005%，Alt：0.050%，Ni：0.30%，Mo：0.19%，Nb：0.023%，Cr：0.17%，余量为Fe和微量不可避免的杂质。
本实施例07MnNiMoDR钢板生产方法包括轧制、在线淬火冷却、回火工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）轧制工序：在轧制过程中，采用300mm厚度的连铸坯轧制，钢坯总加热时间240min，最高加热温度1260℃，均热段温度为1260℃；轧制时采用Ⅱ阶段轧制，第I阶段保证高温大压下量轧制，1000℃以上有2道次的压下率达20%，待温晾钢厚度为120mm，第Ⅱ阶段开轧温度为835℃，终轧温度为790℃。
（2）在线淬火冷却工序：在线淬火冷却过程中，钢板轧制后随辊道进入ACC进行冷却，入水温度为770℃，辊速0.4m/s，冷速为7℃/S，出水返红温度为550℃；ACC冷却设备开启四组压力冷却水段，四区上下集管水比均为0.8：1，水量流速A区控制在470m3/h，B、C、D区分别控制在400m3/h。
（3）回火工序：在回火过程中，回火温度为640℃，总回火时间系数为2min/mm，出炉空冷。
本实施例所得07MnNiMoDR钢板的力学性能见表1，钢板板厚1/4处显微组织见图6，钢板板厚1/2处显微组织见图7。
实施例5
本实施例07MnNiMoDR钢板厚度为50mm，钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.09%，Si：0.47%，Mn：1.57%，P：0.009%，S：0.003%，Alt：0.043%，Ni：0.37%，Mo：0.20%，Nb：0.018%，Cr：0.20%，余量为Fe和微量不可避免的杂质。
本实施例07MnNiMoDR钢板生产方法包括轧制、在线淬火冷却、回火工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）轧制工序：在轧制过程中，采用330mm厚度的连铸坯轧制，钢坯总加热时间265min，最高加热温度1257℃，均热段温度为1252℃；轧制时采用Ⅱ阶段轧制，第I阶段保证高温大压下量轧制，1000℃以上有2道次的压下率达33%，待温晾钢厚度为125mm，第Ⅱ阶段开轧温度为848℃，终轧温度为789℃。
（2）在线淬火冷却工序：在线淬火冷却过程中，钢板轧制后随辊道进入ACC进行冷却，入水温度为764℃，辊速0.4m/s，冷速为9℃/S，出水返红温度为540℃；ACC冷却设备开启四组压力冷却水段，四区上下集管水比均为0.8：1，水量流速A区控制在500m3/h，B、C、D区分别控制在300m3/h。
（3）回火工序：在回火过程中，回火温度为640℃，总回火时间系数为2.5min/mm，出炉空冷。
本实施例所得07MnNiMoDR钢板的力学性能见表1，钢板板厚1/4处显微组织见图8，钢板板厚1/2处显微组织见图9。
实施例1-5中利用在线淬火生产的07MnNiMoDR钢板的力学性能如表1所示。
表1 实施例1-5钢板的力学性能
实施例1-5所得钢板的显微组织见图1-9。如图1-9所示，通过合理的成分设计、控轧+ACC合理配合，达到在线淬火，获得与常规调质处理同效果的钢板力学性能，各厚度规格均得到贝氏体和铁素体的双相组织，同厚度规格在不同位置处的组织差异较小，没发现明显的带状组织，均匀细小的组织保证了钢板的综合力学性能。
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07MnNiMoDR钢板，其特征在于，所述钢板化学成分组成及质量百分含量如下：C：0.06-0.09%，Si：0.20-0.50%，Mn：1.50-1.60%，P≤0.010%，S≤0.005%，Alt：0.020-0.050%，Ni：0.30-0.40%，Mo：0.10-0.20%，Nb：0.015-0.025%，Cr：0.10-0.20%，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种在线淬火生产07MnNiMoDR钢板的方法，其特征在于，所述钢板内部是贝氏体和铁素体的双相组织。
3.根据权利要求1或2所述的一种在线淬火生产07MnNiMoDR钢板的方法，其特征在于，所述钢板厚度≤50mm。
4.根据权利要求1或2所述的一种在线淬火生产07MnNiMoDR钢板的方法，其特征在于，所述钢板力学性能：屈服强度≥530MPa，抗拉强度630-680MPa，延伸率≥21％，-50℃低温冲击功≥150J。
5.一种07MnNiMoDR钢板在线淬火生产方法，其特征在于，所述方法包括轧制、在线淬火冷却、回火工序；所述在线淬火冷却工序，轧后钢板即入ACC冷却。
6.根据权利要求5所述的一种在线淬火生产07MnNiMoDR钢板的方法，其特征在于，所述在线淬火冷却工序，轧后钢板即入ACC冷却，入水温度为760-770℃，辊速0.4-0.8m/s，冷速为7-12℃/S，出水返红温度为500-550℃。
7.根据权利要求5所述的一种在线淬火生产07MnNiMoDR钢板的方法，其特征在于，所述在线淬火冷却工序，冷却***包含A、B、C、D区四组压力冷却水段，当钢板厚度≤38mm时，四区上下集管水比均为0.7：1，水量流速A区控制在300-400m3/h，B、C、D区分别控制在200-300m3/h；当38mm≤钢板厚度≤50mm时，四区上下集管水比均为0.8：1，水量流速A区控制在400-500m3/h，B、C、D区分别控制在300-400m3/h。
8.根据权利要求5-7任意一项所述的一种在线淬火生产07MnNiMoDR钢板的方法，其特征在于，所述轧制工序，钢坯总加热时间≥8min/cm×H，H为连铸坯厚度，单位为cm；最高加热温度≤1260℃，均热段温度为1240-1260℃。
9.根据权利要求5-7任意一项所述的一种在线淬火生产07MnNiMoDR钢板的方法，其特征在于，所述轧制工序，采用Ⅱ阶段轧制，第I阶段保证高温大压下量轧制，1000℃以上有2～3道次的压下率在20%以上，待温晾钢厚度为2.5倍以上的成品厚度，第Ⅱ阶段开轧温度为830-850℃，终轧温度为770-790℃。
10.根据权利要求5-7任意一项所述的一种在线淬火生产07MnNiMoDR钢板的方法，其特征在于，所述回火工序，回火温度为640-660℃，总回火时间系数为1.5-2.5min/mm，出炉空冷。
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