CN107675097B - 具有良好侧弯性能的高强钢q690d钢板及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板及其生产方法,钢板化学成分组成及其质量百分含量为:C:0.04~0.07%,Si:0.25~0.35%,Mn:1.30~1.50%,P<0.014%,S<0.010%,Nb:0.040~0.060%,Ti:0.010~0.030%,Cr:0.25~0.40%,Mo:0.15~0.25%,Als≥0.015%,B:0.0005‑0.0020%,余量为Fe和不可避免的杂质;生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制、在线淬火DQ+ACC控冷、回火热处理工序。本发明高强钢Q690D钢板具有良好的综合性能,满足用户对成形性的要求,应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域,具体涉及一种具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板及其生产方法。
背景技术
工程机械用高强钢Q690D要求具有较高的强度、硬度、韧性和焊接性能,特别是部分用户要求钢板侧弯性能优良,是一类具有高强韧性、高内部质量的低合金钢。在国家推荐性标准GB/T 1591-2008和GB/T 16270-2009中对于≥500MPa级别以上钢种并没有弯曲试验的检验项目,因此,根据用户对产品的不同使用要求,各生产厂家分别进行了正弯、反弯、侧弯等检验项目,表1所示为用户对侧弯检测的具体要求。而采用轧后直接淬火DQ+离线回火工艺生产的高强钢Q690D,钢板位错密度高、屈服强度高、屈强比高,容易造成钢板冷弯开裂,侧弯更是难以保证。在保证钢板高强度、高硬度的同时,又保证钢板具有良好的侧弯性能,防止出现侧弯试样不合格的现象,是本领域亟待解决的技术问题之一。
表1 侧弯试样尺寸要求
试样名称 | 钢板厚度t | 试样厚度a | 试样宽度b | 试样长度L |
侧弯试样 | 全厚度 | ≥10mm | t | ≥250mm |
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板;同时本发明还提供了一种具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板的生产方法。本发明生产的厚度为16~30mm具有优良侧弯性能、高强度的Q690D中厚板高强钢,满足工程机械、煤矿支架等制造的需求。
为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案是:一种具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板,所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为:C:0.04~0.07%,Si:0.25~0.35%,Mn:1.30~1.50%,P<0.014%,S<0.010%,Nb:0.040~0.060%,Ti:0.010~0.030%,Cr:0.25~0.40%,Mo:0.15~0.25%,Als≥0.015%,B:0.0005-0.0020%,余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明所述钢板厚度为16~30mm。
本发明所述钢板屈服强度≥690MPa,抗拉强度770~940MPa,延伸率≥14%,V型纵向-20℃冲击功≥47J,侧弯试样完好,中心偏析线发生率0%。
本发明还提供了一种具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板的生产方法,所述生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制、在线淬火DQ+ACC控冷、回火热处理工序;所述轧制工序,采用两阶段控制轧制模式。
本发明所述炼钢工序,将转炉冶炼好的钢水送入LF精炼炉精炼,精炼时间≥35min,进站后加石灰、铝线、铝粒等造白渣,要求快速成渣,脱硫过程合理控制气量,严禁采用大气量搅拌;LF精炼完毕后,将钢水送入RH炉真空脱气处理,真空处理时间≥30min,处理过程全泵投入,真空度≤1mbar,纯脱气时间≥6min,钙处理采用钙线,钙线喂入量为0.40~0.45㎏/t钢。所述炼钢工序,转炉开新炉前5炉、补炉后第1炉不得冶炼此钢种,采用硅铁、电解锰、铝块、铌铁等脱氧合金化。
本发明所述连铸工序,利用有动态轻压下的连铸机,中间包选用超低碳覆盖剂;结晶器选取低碳钢保护渣,采用弱电磁搅拌模式,电磁搅拌电流0~160A、频率6Hz;扇形段6、7、8段总压下量为6.9mm,二冷区采用弱冷冷却模式;连铸机拉速为0.8~0.9m/min,铸坯厚度为260mm,宽度为1700mm。可以保证得到侧弯性能良好的钢板。超低碳覆盖剂成分参考:CaO:20%~45%,SiO2:38%~45%,Al2O3:3%~8%,MgO:7.93%,C固:0.13%,H2O:0.47%,熔点:1300℃,粒度:0.2mm~0.3mm。
本发明所述加热工序,连铸坯在加热炉加热,加热段温度为1150~1170℃,均热段温度为1120~1150℃,总加热时间≥11.5min/cm。
本发明所述轧制工序,采用两阶段控制轧制模式,第一阶段终轧温度≥950℃;第二阶段开始温度≤920℃,第二阶段开始时钢板的待温厚度≥3.5a、a表示钢板成品厚度,待温后累计压下率≥65%,第二阶段道次变形率≥15%,终轧温度控制在780~840℃。
本发明所述在线淬火DQ+ACC控冷工序,开冷温度≥750℃,钢板的终冷温度≤150℃,冷却速度为18~32℃/s。
本发明所述回火热处理工序,回火保温温度为400~500℃,保温时间系数为3.0min/mm,回火后钢板空冷。
本发明具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板力学性能检测标准参考GB/T1591-2008。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于:1、本发明采用弱电磁搅拌模式,电流0~160A,频率6Hz;扇形段6、7、8段总压下量6.9mm,二冷区采用弱冷冷却模式,浇铸成高内部质量的连铸坯,有效的解决了钢板侧弯存在中心偏析线的问题。2、本发明高强钢Q690D钢板化学成分设计合理,具有较低的碳当量及焊接裂纹敏感性指数,保证钢板焊接性能优良。3、本发明通过合理在线淬火DQ+回火工艺,使钢板具体良好的综合性能,满足用户对成形性的要求,应用前景广阔。
附图说明
图1是本发明实施例1 Q690D钢板的侧弯宏观形貌;
图2是本发明实施例2 Q690D钢板的侧弯宏观形貌;
图3是本发明实施例3 Q690D钢板的侧弯宏观形貌;
图4是本发明实施例4 Q690D钢板的侧弯宏观形貌;
图5是本发明实施例5 Q690D钢板的侧弯宏观形貌。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明做进一步详细说明。
实施例1
本实施例具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板厚度为16mm,其化学成分组成及质量百分含量为:C:0.06%,Si:0.25%,Mn:1.46%,P:0.012%,S:0.005%,Nb:0.044%,Ti:0.022%,Cr:0.25%,Mo:0.20%,Als:0.028%,B:0.0013%,余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板的生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制、在线淬火DQ+ACC控冷、回火热处理工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)炼钢工序:将初炼炉冶炼的钢水送入LF精炼炉进行精炼,精炼时间40min,进站后加石灰、铝线、铝粒等造白渣,快速成渣,脱硫过程合理控制气量;LF精炼完毕后,将钢水送入RH炉真空脱气处理,真空处理时间35min,处理过程全泵投入,真空度0.5mbar,纯脱气时间10min,钙处理采用钙线,钙线喂入量0.40㎏/t钢;
(2)连铸工序:利用有动态轻压下的连铸机,中间包选用超低碳覆盖剂,结晶器选取低碳钢保护渣,电磁搅拌电流0A;扇形段6、7、8段总压下量6.9mm,二冷区采用弱冷冷却模式,连铸机拉速为0.85m/min,浇铸铸坯规格为260mm×1700mm;
(3)加热工序:连铸坯加热段温度1160℃,均热段温度1140℃,总加热时间为300min;
(4)轧制工序:采用两阶段控制轧制模式,第一阶段终轧温度为970℃;第二阶段开始温度为840℃,第二阶段开始时钢板的待温厚度为56mm,待温后累计压下率为71.4%,第二阶段道次变形率为18%,终轧温度为792℃;
(5)在线淬火DQ+ACC控冷工序:开冷温度为752℃,终冷温度为145℃,冷却速度为30℃/s;
(6)回火热处理工序:回火保温温度为450℃,保温48min,空冷。
本实施例具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板屈服强度704MPa,抗拉强度795MPa,延伸率15%,V型纵向-20℃冲击功205J/233J/254J,屈强比0.89,侧弯试样完好,中心偏析线发生率0%。
本实施例具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板的侧弯宏观形貌见图1。
实施例2
本实施例具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板厚度为20mm,其化学成分组成及质量百分含量为:C:0.07%,Si:0.30%,Mn:1.50%,P:0.010%,S:0.004%,Nb:0.050%,Ti:0.017%,Cr:0.30%,Mo:0.25%,Als:0.035%,B:0.0017%,余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板的生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制、在线淬火DQ+ACC控冷、回火热处理工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)炼钢工序:将初炼炉冶炼的钢水送入LF精炼炉进行精炼,精炼时间42min,进站后加石灰、铝线、铝粒等造白渣,快速成渣,脱硫过程合理控制气量;LF精炼完毕后,将钢水送入RH炉真空脱气处理,真空处理时间38min,处理过程全泵投入,真空度0.65mbar,纯脱气时间12min,钙处理采用钙线,钙线喂入量0.45㎏/t钢;
(2)连铸工序:利用有动态轻压下的连铸机,中间包选用超低碳覆盖剂,结晶器选取低碳钢保护渣,电磁搅拌电流100A、频率6HZ;扇形段6、7、8段总压下量6.9mm,二冷区采用弱冷冷却模式,连铸机拉速为0.90m/min,浇铸铸坯规格为260mm×1700mm;
(3)加热工序:连铸坯加热段温度1155℃,均热段温度1135℃,总加热时间312min;
(4)轧制工序:采用两阶段控制轧制模式,第一阶段终轧温度为980℃;第二阶段开始温度为820℃,第二阶段开始时钢板的待温厚度为70mm,待温后累计压下率为71%,第二阶段道次变形率为20%,终轧温度为813℃;
(5)在线淬火DQ+ACC控冷工序:开冷温度为794℃,终冷温度为140℃,冷却速度为25℃/s;
(6)回火热处理工序:回火保温温度500℃,保温时间60min,空冷。
本实施例具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板屈服强度700MPa,抗拉强度791MPa,延伸率17%,V型纵向-20℃冲击功200J/238J/251J,屈强比0.88,侧弯试样完好,中心偏析线发生率0%。
本实施例具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板的侧弯宏观形貌见图2。
实施例3
本实施例具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板厚度为30mm,其化学成分组成及质量百分含量为:C:0.05%,Si:0.35%,Mn:1.42%,P:0.009%,S:0.005%,Nb:0.058%,Ti:0.015%,Cr:0.32%,Mo:0.18%,Als:0.030%,B:0.0011%,余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板的生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制、在线淬火DQ+ACC控冷、回火热处理工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)炼钢工序:将初炼炉冶炼的钢水送入LF精炼炉进行精炼,精炼时间38min,进站后加石灰、铝线、铝粒等造白渣,快速成渣,脱硫过程合理控制气量;LF精炼完毕后,将钢水送入RH炉真空脱气处理,真空处理时间32min,处理过程全泵投入,真空度0.60mbar,纯脱气时间9min,钙处理采用钙线,钙线喂入量0.42㎏/t钢;
(2)连铸工序:利用有动态轻压下的连铸机,中间包选用超低碳覆盖剂,结晶器选取低碳钢保护渣,电磁搅拌电流160A、频率6HZ;扇形段6、7、8段总压下量6.9mm,二冷区采用弱冷冷却模式,连铸机拉速为0.80m/min,浇铸铸坯规格为260mm×1700mm;
(3)加热工序:连铸坯加热段温度1165℃,均热段温度1145℃,总加热时间300min;
(4)轧制工序:采用两阶段控制轧制模式,第一阶段终轧温度为965℃;第二阶段开始温度为855℃,第二阶段开始时钢板的待温厚度为105mm,待温后累计压下率为71%,第二阶段道次变形率为17%,终轧温度为800℃;
(5)在线淬火DQ+ACC控冷工序:开冷温度为767℃,终冷温度为135℃,冷却速度为19℃/s;
(6)回火热处理工序:回火保温温度400℃,保温时间90min,空冷。
本实施例具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板屈服强度718MPa,抗拉强度802MPa,延伸率16%,V型纵向-20℃冲击功251J/248J/235J,屈强比0.895,侧弯试样完好,中心偏析线发生率0%。
本实施例具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板的侧弯宏观形貌见图3。
实施例4
本实施例具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板厚度为24mm,其化学成分组成及质量百分含量为:C:0.04%,Si:0.28%,Mn:1.30%,P:0.013%,S:0.009%,Nb:0.040%,Ti:0.010%,Cr:0.40%,Mo:0.15%,Als:0.015%,B:0.0005%,余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板的生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制、在线淬火DQ+ACC控冷、回火热处理工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)炼钢工序:将初炼炉冶炼的钢水送入LF精炼炉进行精炼,精炼时间35min,进站后加石灰、铝线、铝粒等造白渣,快速成渣,脱硫过程合理控制气量;LF精炼完毕后,将钢水送入RH炉真空脱气处理,真空处理时间30min,处理过程全泵投入,真空度1.0mbar,纯脱气时间6min,钙处理采用钙线,钙线喂入量0.40㎏/t钢;
(2)连铸工序:利用有动态轻压下的连铸机,中间包选用超低碳覆盖剂,结晶器选取低碳钢保护渣,电磁搅拌电流60A、频率6HZ;扇形段6、7、8段总压下量6.9mm,二冷区采用弱冷冷却模式,连铸机拉速为0.85m/min,浇铸铸坯规格为260mm×1700mm;
(3)加热工序:连铸坯加热段温度1150℃,均热段温度1120℃,总加热时间299min;
(4)轧制工序:采用两阶段控制轧制模式,第一阶段终轧温度为950℃;第二阶段开始温度为920℃。第二阶段开始时钢板的待温厚度为84mm,待温后累计压下率为65%,第二阶段道次变形率15%,终轧温度为780℃;
(5)在线淬火DQ+ACC控冷工序:开冷温度为750℃,终冷温度为150℃,冷却速度为18℃/s;
(6)回火热处理工序:回火保温温度500℃,保温时间72min,空冷。
本实施例具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板屈服强度753MPa,抗拉强度852MPa,延伸率17%,V型纵向-20℃冲击功223J/238J/231J,屈强比0.88,侧弯试样完好,中心偏析线发生率0%。
本实施例具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板的侧弯宏观形貌见图4。
实施例5
本实施例具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板厚度为18mm,其化学成分组成及质量百分含量为:C:0.06%,Si:0.31%,Mn:1.36%,P:0.004%,S:0.007%,Nb:0.060%,Ti:0.030%,Cr:0.35%,Mo:0.25%,Als:0.020%,B:0.0020%,余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板的生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制、在线淬火DQ+ACC控冷、回火热处理工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)炼钢工序:将初炼炉冶炼的钢水送入LF精炼炉进行精炼,精炼时间36min,进站后加石灰、铝线、铝粒等造白渣,快速成渣,脱硫过程合理控制气量;LF精炼完毕后,将钢水送入RH炉真空脱气处理,真空处理时间35min,处理过程全泵投入,真空度0.70mbar,纯脱气时间8min,钙处理采用钙线,钙线喂入量0.43㎏/t钢;
(2)连铸工序:利用有动态轻压下的连铸机,中间包选用超低碳覆盖剂,结晶器选取低碳钢保护渣,电磁搅拌电流120A、频率6HZ;扇形段6、7、8段总压下量6.9mm,二冷区采用弱冷冷却模式,连铸机拉速为0.8m/min,浇铸铸坯规格为260mm×1700mm;
(3)加热工序:连铸坯加热段温度1170℃,均热段温度1150℃,总加热时间253min;
(4)轧制工序:采用两阶段控制轧制模式,第一阶段终轧温度为980℃;第二阶段开始温度为910℃,第二阶段开始时钢板的待温厚度为90mm,待温后累计压下率为68%,第二阶段道次变形率16%,终轧温度为840℃;
(5)在线淬火DQ+ACC控冷工序:开冷温度为780℃,终冷温度为130℃,冷却速度为32℃/s;
(6)回火热处理工序:回火保温温度450℃,保温时间54min,空冷。
本实施例具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板屈服强度763MPa,抗拉强度858MPa,延伸率16%,V型纵向-20℃冲击功241J/249J/238J,屈强比0.89,侧弯试样完好,中心偏析线发生率0%。
本实施例具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板的侧弯宏观照片见图5。
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 (1)
1.一种具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板的生产方法,其特征在于,所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为:C:0.04~0.07%,Si:0.25~0.35%,Mn:1.30~1.36%,P<0.014%,S<0.010%,Nb:0.040~0.060%,Ti:0.010~0.030%,Cr:0.25~0.40%,Mo:0.15~0.25%,Als≥0.015%,B:0.0005-0.0020%,余量为Fe和不可避免的杂质;所述生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制、在线淬火DQ+ACC控冷、回火热处理工序;所述钢板屈服强度≥690MPa,抗拉强度770~940MPa,延伸率≥14%,V型纵向-20℃冲击功≥47J;所述钢板成品厚度为16~30mm;
所述炼钢工序,将转炉冶炼好的钢水送入LF精炼炉精炼,精炼时间≥35min,进站后加石灰、铝线、铝粒造白渣,脱硫过程合理控制气量;LF精炼完毕后,将钢水送入RH炉真空脱气处理,真空处理时间≥30min,处理过程全泵投入,真空度≤1mbar,纯脱气时间≥6min,钙处理采用钙线,钙线喂入量为0.40~0.45㎏/t钢;
所述连铸工序,利用有动态轻压下的连铸机,中间包选用超低碳覆盖剂;结晶器选取低碳钢保护渣,采用弱电磁搅拌模式,电磁搅拌电流60~160A、频率6Hz;扇形段6、7、8段总压下量为6.9mm,二冷区采用弱冷冷却模式;连铸机拉速为0.8~0.9m/min,铸坯厚度为260mm;
所述加热工序,连铸坯在加热炉加热,加热段温度为1150~1170℃,均热段温度为1120~1150℃,总加热时间≥11.5min/cm;
所述轧制工序,采用两阶段控制轧制模式,第一阶段终轧温度≥950℃;第二阶段开始温度≤920℃,第二阶段开始时钢板的待温厚度≥3.5a、a表示钢板成品厚度,待温后累计压下率≥65%,第二阶段道次变形率≥15%,终轧温度控制在780~840℃;
所述在线淬火DQ+ACC控冷工序,开冷温度≥750℃,钢板的终冷温度≤150℃,冷却速度为18~32℃/s;
所述回火工序,回火保温温度为400~500℃,保温时间系数为3.0min/mm,回火后钢板空冷。
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