CN112375966A

CN112375966A - 一种强韧性良好的集装箱板及其生产方法

Info

Publication number: CN112375966A
Application number: CN202011118399.5A
Authority: CN
Inventors: 韩健; 孙毅; 李俊生; 李冠楠; 贾改风; 裴庆涛; 张志强; 亢庆丰
Original assignee: Handan Iron and Steel Group Co Ltd; HBIS Co Ltd Handan Branch
Current assignee: Handan Iron and Steel Group Co Ltd; HBIS Co Ltd Handan Branch
Priority date: 2020-10-19
Filing date: 2020-10-19
Publication date: 2021-02-19
Anticipated expiration: 2040-10-19
Also published as: CN112375966B

Abstract

本发明一种强韧性良好的集装箱板，其化学成分及其重量百分比为：C：0.04%‑0.06%，Si:0.20%‑0.25%，Mn：0.50%‑0.60%，P：0.070%‑0.080%，S≤0.005%，Als：0.015%‑0.050%，Nb：0.010%‑0.020%，Cu：0.36%‑0.40%，Cr：0.38%‑0.48%，Ni：0.21%‑0.25%，并且1.44≤Cu/Ni≤1.90，余量为Fe和不可避免的杂质。钢中化学成分的合理设计使生产的集装箱板具有良好的强韧性，性能检验拉伸、弯曲、冲击性能良好。

Description

一种强韧性良好的集装箱板及其生产方法

技术领域

本发明属于耐候钢板技术领域，尤其涉及一种强韧性良好的集装箱板及其生产方法。

背景技术

随着中国经济的发展，中国与世界的交流越来越广泛，对外商品进出口越来越发达，而运输所需要的集装箱的需求量则越来越大。同时，我国是世界上的集装箱生产大国，约占世界集装箱90%，年需求量约300万吨以上，而且需求量每年呈递增趋势。但是，我国还有30%左右的集装箱板需要进口，我国钢企自行生产的集装箱板在质量上与国外产品存在一定的差距，生产工艺和技术上有待进一步提高。这主要是由于集装箱钢含有合金成分多，特别是Cu、P含量较高，导致钢板容易发生内外裂纹，以及在弯曲实验时，出现弯曲裂纹缺陷，这些因素都成了集装箱板规模化大生产的瓶颈。因此对成分设计进行深入分析、合理设计，对轧制工艺进行科学改进，扩大生产规模，提高成材率对企业和国家有着重要意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种强韧性良好的集装箱板及其生产方法，钢板具有良好的耐蚀性能、强韧性。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种强韧性良好的集装箱板，其化学成分及其重量百分比为：C：0.04%-0.06%，Si:0.20%-0.25%，Mn：0.50%-0.60%，P：0.070%-0.080%，S≤0.005%，Als：0.015%-0.050%，Nb：0.010%-0.020%，Cu：0.36%-0.40%，Cr：0.38%-0.48%，Ni：0.21%-0.25%，余量为Fe和不可避免的杂质。

优选的，所述Ni和Cu的重量百分含量满足1.44≤Cu/Ni≤1.90。

集装箱具有良好的耐候性能，主要通过添加Cu、P、Cr、Ni等少量合金元素来实现，使暴露的钢基体表面形成一层致密的保护层，使其耐腐蚀性能达到普碳钢的2-8倍。国内外学者研究表明，在耐候钢中加入适量的Cu和P能够使钢获得优良的耐候性能，所以集装箱板都含有较高的Cu和P,但是P在钢中会引起冷脆性，降低钢材的韧性和焊接性能，所以为了保证钢材的韧性和焊接性，要适当控制C的含量，使C含量在0.10%以下。同时，在低碳钢中加入Cu，能够显著提高钢的强度，改善钢的力学性能，主要是由于Cu有以下两方面作用：一是Cu能够扩大γ相区，改变γ→α相的转变温度，同时适当的Cu可以在铁素体中产生Cu的弥散沉淀从而提高强度。二是Cu容易在晶界偏聚，使得C晶粒的长大速度变缓，从而可以起到细化原始晶粒的作用。但是Cu在改善耐候性和力学性能的同时，也会对钢产生一些不利影响。其中最主要的是铜脆引起的表面微裂纹。这是因为Cu含量超过一定值，经过高温加热后，由于Fe优先于Cu氧化，使得Cu在氧化层与基体界面处富集。当温度超过Cu的熔点（1083℃）后，会形成液态熔化的Cu，液态Cu易向晶界渗透，形成网络状富集铜相，达到一定程度后，轧制过程中就会导致表面开裂，形成“铜脆”裂纹缺陷。通过对Cu氧化富集现象进行研究，当Cu中加入≥1/2倍的Ni，并且加热炉温度越高，则“铜脆” 现象越呈减弱的趋势。同理随着Si含量的增加也会减弱“铜脆” 现象。

因此，本发明由于其P含量高，为了改善集装箱的韧性和焊接性，在成分设计时进行极低碳设计：C:0.04-0.06%；为最大限度的降低Cu的富集引起裂纹发生频率，控制1.44≤Cu/Ni≤1.90；

一种强韧性良好的集装箱板的生产方法，包括板坯加热、轧制工序，其特征在于，所述板坯加热工序，加热炉加热温度为1250±20℃，加热时间201-220min，能够避免或者减少铜脆引起的裂纹。

优选的，将轧制工艺中精轧工艺采取甩F5机架，只采用前4架轧机和后2架机架，将F5机架的压下和轧制力平均分配至其它6机架。

精轧机共7架轧机，分别为F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7，精轧过程只采用前4架轧机和后2架机架，将F5机架的压下和轧制力平均分配至其它6机架，目的是增加压扁和细化奥氏体未再结晶晶粒，增加位错和组织细化程度，改善钢材的强韧性。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

1、一种强韧性良好的集装箱板，钢中化学成分的合理设计使生产的集装箱板具有良好的强韧性，性能检验拉伸、弯曲、冲击性能良好；

2、钢中Cu/Ni的合理设计以及加热炉温度、加热时间的合理设计，使生产出的集装箱板表面合格率在99.5%；

3、精轧过程通过甩F5机架，只采用前4架轧机和后2架机架，将F5机架的压下和轧制力平均分配至其它6机架，增加压扁和细化奥氏体未再结晶晶粒，生产的集装箱板组织细小均匀。

附图说明

图1为本发明集装箱板成品钢板金相组织。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了更好的说明本发明，下面通过实施例做进一步的举例说明。

实施例1－9

实施例1－9一种强韧性良好的集装箱板化学成分及其重量百分含量见表1，其生产方法包括板坯加热、轧制工序，板坯加热工序，加热炉加热温度见表2，板坯轧制工序，精轧过程采取甩F5机架，只采用前4架轧机，和后2架机架，将F5机架的压下和轧制力平均分配至其它6机架。

表1

表2

实施例1－9生产钢板厚度规格见表3；抗拉强度、屈服强度、延伸率检测结果见表3；对实施例1－9生产的钢板进行冷弯试验，试验所用试样d=a，d为弯曲压头直径，a为弯曲试样厚度，试验结果见表3；对实施例1－9生产的钢板进行-20℃全尺寸冲击功（A_KV）检验，检验结果见表3。

表3

实施例1－9中生产后的钢板进行性能检验，都符合标准要求，实现集装箱板的稳定批量生产，产品的板型、卷形良好，强度、弯曲、冲击、焊接性能满足标准要求。

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

1.一种强韧性良好的集装箱板，其化学成分及其重量百分比为：C：0.04%-0.06%，Si:0.20%-0.25%，Mn：0.50%-0.60%，P：0.070%-0.080%，S≤0.005%，Als：0.015%-0.050%，Nb：0.010%-0.020%，Cu：0.36%-0.40%，Cr：0.38%-0.48%，Ni：0.21%-0.25%，余量为Fe和不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的一种强韧性良好的集装箱板，其特征在于，所述Ni和Cu的重量百分含量满足1.44≤Cu/Ni≤1.90。

3.根据权利要求1和2所述的一种强韧性良好的集装箱板的生产方法，包括板坯加热、轧制工序，其特征在于，所述板坯加热工序，加热炉加热温度为1250±20℃，加热时间201-220min。

4.根据权利要求3所述的一种强韧性良好的集装箱板的生产方法，其特征在于，所述板坯轧制工序，精轧过程采取甩F5机架，只采用前4架轧机和后2架机架，将F5机架的压下和轧制力平均分配至其它6机架。