CN114134415A - 一种低温高韧性低合金中厚钢板及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种低温高韧性低合金中厚钢板及制备方法，包括如下重量百分比的成分：C：0.14～0.18％，Si：0.10～0.50％，Mn：0.95～1.10％，P≤0.020％，S≤0.010％，Als：0.015～0.050％，Nb：0.010～0.020％，其余为Fe及残余元素。制备方法为以上述成分为原料，经熔炼得铸坯，将铸坯加热，除磷，轧制，矫直所得。本发明产品组织均匀、细化，低温韧性良好，很好的满足了重点结构及风电用钢对产品良好加工性能的需求。
Description
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种低温高韧性低合金中厚钢板及制备方法。
背景技术
低合金结构钢是钢材用量的主体，市场需求量大，传统均采用较高锰合金固溶强化，一方面高锰合金容易造成偏析、夹杂等铸坯缺陷，同时加热和轧制过程中容易造成晶粒度粗大、不均匀等组织缺陷，造成产品低温韧性差。
近年来，海上风电和陆上风电用钢需求逐步增大，要求其具有良好的焊接、折弯等工艺性能和成形性能，对产品的强度、塑形、韧性等指标有更为严格的要求；铌微合金钢在生产中，主要通过在成分体系中添加微量的Nb合金，利用Nb(CN)在奥氏体中的形变诱导析出来抑制奥氏体再结晶，实现细化铁素体晶粒的目的；通过Nb与钢中的C、N原子结合，形成Nb(CN)析出相来抑制再结晶及形成沉淀强化来提高强度；降低因晶粒度粗大等造成的产品韧性差，使用性能降低。
发明内容
针对现有技术的低合金钢低温韧性低等技术问题，本发明提供一种低温高韧性低合金中厚钢板及制备方法，制得的钢板低温下韧性性能优异。
第一方面，本发明提供一种低温高韧性低合金中厚钢板，包括如下重量百分比的成分：C：0.14～0.18％，Si：0.10～0.50％，Mn：0.95～1.10％，P≤0.020％，S≤0.010％，Als：0.015～0.050％，Nb：0.010～0.020％，其余为Fe及残余元素。
进一步的，钢板屈服强度≥380MPa，抗拉强度470～630MPa，断后伸长率≥19％；-40℃下KV2≥120J，厚度为10-50mm。
第二方面，本发明提供一种低温高韧性低合金中厚钢板得制备方法，包括如下步骤：以含上述成分的原料经熔炼得铸坯，将铸坯加热，除磷，轧制，矫直所得；其中，轧制首先采用粗轧，再精轧；所得钢板成品厚度为d，当10mm≤d＜16mm时，粗轧中间坯厚度为45～50mm，当16mm≤d≤30mm时，粗轧中间坯厚度为60～90mm，当30mm＜d≤50mm时，粗轧中间坯厚度为100～125mm。
进一步的，铸坯厚度为300mm。
进一步的，铸坯加热时间为8～12min/cm，加热温度为1195-1235℃。
进一步的，除磷采用高压水除磷，高压水水压≥21MPa，除磷率≥95％。
进一步的，粗轧的工艺为：展宽后纵轧，保证粗轧阶段至少2个道次压下率≥15％。
进一步的，精轧工艺为：当10≤d＜16时，开轧温度910～940℃，终轧温度830～880℃；当16mm≤d≤30mm时，开轧温度860～900℃，终轧温度820～860℃；当30mm＜d≤50mm时，开轧温度850～880℃，终轧温度810～850℃。
进一步的，当10mm≤d＜16mm时，轧制后不水冷；当16mm≤d≤30mm时，采用弱水冷，开冷温度≥790℃，冷速5-9℃/s，终冷温度670±20℃；当30mm＜d≤50mm时，开冷温度≥790℃，冷速5-9℃/s，终冷温度650±20℃。
作为一个优选的技术方案，本发明所述的低温高韧性低合金中厚钢板的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)铸坯加热：铸坯在炉加热时间为8～12min/cm，加热温度1195-1235℃；
(2)除磷：除磷采用高压水除磷，高压水水压≥21MPa，除磷率≥95％；
(3)轧制：轧制首先采用粗轧，再精轧；所得钢板成品厚度为d，粗轧工艺为，展宽后纵轧，保证粗轧阶段至少2个道次压下率≥15％，当10mm≤d＜16mm时，中间坯厚度为45～50mm，当16mm≤d≤30mm时，中间坯厚度为60～90mm，当30mm＜d≤50mm时，中间坯厚度为100～125mm；精轧工艺为，当10≤d＜16时，开轧温度910～940℃，终轧温度830～880℃，当16mm≤d≤30mm时，开轧温度860～900℃，终轧温度820～860℃，当30mm＜d≤50mm时，开轧温度850～880℃，终轧温度810～850℃；
(4)水冷：当10mm≤d＜16mm时，轧制后不水冷；当16mm≤d≤30mm时，采用弱水冷，开冷温度≥790℃，冷速5-9℃/s，终冷温度670±20℃；当30mm＜d≤50mm时，开冷温度≥790℃，冷速5-9℃/s，终冷温度650±20℃；
(5)矫直，经热矫直机矫正钢板板型，消除内应力及残余应力。
本发明的有益效果在于，本发明通过添加微量的Nb合金代替Mn合金，以Nb合金的细晶强化代替传统的Mn合金固溶强化，实现10～50mm厚度规格采用同一种成分设计，通过合理调整各工序段工艺参数，实现批量稳定生产，产品-40℃试验温度下纵向夏比冲击吸收功(KV2)单值≥120J，物理性能远优于国标(GB/T 1591-2018)要求。本发明所得产品组织均匀、细化，低温韧性良好，很好的满足了重点结构及风电用钢对产品良好加工性能的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明具体实施方式实施例1产品金相显微镜下形貌图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本发明实施例中力学性能测试采用如下方法进行：轧制后沿钢板长度方向的头中尾位置、宽度方向的1/4位置分别取样，按照GB228进行拉伸性能的检验，按照GB229进行低温冲击韧性的检验。
实施例1
本发明所述铸坯熔炼成分为：C：0.16％，Si：0.20％，Mn：1.0％，P:0.015％，S:0.008％，Als：0.020％，Nb：0.013％，其余为Fe及残余元素；铸坯厚度为300mm。
本实施例为厚度10mm的低温高韧性低合金钢的生产方法，具体包括如下步骤：
(1)铸坯加热：铸坯在炉加热时间为240min，加热温度1230℃；
(2)除磷：除磷采用高压水除磷，高压水水压≥21MPa，除磷率＝98％；
(3)轧制：轧制首先采用粗轧，再精轧；粗轧工艺为，展宽后2道后纵轧，道次压下率3、4道压下率分别为23.2％、21.7％，中间坯厚度48mm；精轧工艺为，精轧区待温，开轧温度920℃，终轧温度860℃；
(4)矫直。
轧制、矫直后钢板板形良好，物理性能检测结果见表1。
本实施例从拉伸试样上截取金相小样，进行试样研磨、抛光后，采用4％硝酸酒精侵蚀，在显微镜下进行组织分析，图1示出了产品金相显微镜下形貌图，所得产品组织均匀、细化。
表1实施例1钢板物理性能检测结果
实施例2
本发明所述铸坯熔炼成分为：C：0.16％，Si：0.20％，Mn：1.0％，P:0.015％，S:0.008％，Als：0.020％，Nb：0.013％，其余为Fe及残余元素；铸坯厚度为300mm。
本实施例为厚度30mm的低温高韧性低合金钢的生产方法，具体包括如下步骤：
(1)铸坯加热：铸坯在炉加热时间为300min，加热温度1210℃；
(2)除磷：除磷采用高压水除磷，高压水水压≥21MPa，除磷率＝98％；
(3)轧制：轧制首先采用粗轧，再精轧；粗轧工艺为，展宽后2道后纵轧，道次压下率3、4道压下率分别为19.5％、17.8％，中间坯厚度75mm；精轧工艺为，精轧区待温，开轧温度890℃，终轧温度840℃；
(4)水冷：开冷温度795℃，冷速7℃/s，终冷温度682℃
(5)矫直。
轧制后钢板板形良好，物理性能检测结果见表2。
表2实施例2钢板物理性能检测结果
实施例3
本发明所述铸坯熔炼成分为：C：0.16％，Si：0.20％，Mn：1.0％，P:0.015％，S:0.008％，Als：0.020％，Nb：0.013％，其余为Fe及残余元素；铸坯厚度为300mm。
本实施例为厚度50mm的低温高韧性低合金钢的生产方法，具体包括如下步骤：
(1)铸坯加热：铸坯在炉加热时间为350min，加热温度1200℃；
(2)除磷：除磷采用高压水除磷，高压水水压≥21MPa，除磷率＝98％；
(3)轧制：轧制首先采用粗轧，再精轧；粗轧工艺为，展宽后2道后纵轧，道次压下率3、4道压下率分别为18.4％、16.5％，中间坯厚度120mm；精轧工艺为，精轧区待温，开轧温度870℃，终轧温度830℃；
(4)水冷：开冷温度810℃，冷速6℃/s，终冷温度654℃
(5)矫直。
轧制后钢板板形良好，物理性能检测结果见表3。
表3实施例3钢板物理性能检测结果
由表1-3可知，本发明制得的钢板-40℃试验温度下纵向夏比冲击吸收功(KV2)单值≥120J，低温韧性性能优异。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种低温高韧性低合金中厚钢板，其特征在于，包括如下重量百分比的成分：C：0.14～0.18％，Si：0.10～0.50％，Mn：0.95～1.10％，P≤0.020％，S≤0.010％，Als：0.015～0.050％，Nb：0.010～0.020％，其余为Fe及残余元素。
2.如权利要求1所述的低温高韧性低合金中厚钢板，其特征在于，钢板屈服强度≥380MPa，抗拉强度470～630MPa，断后伸长率≥19％；-40℃下KV2≥120J，厚度为10-50mm。
3.一种权利要求1所述的低温高韧性低合金中厚钢板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：以含权利要求1所述成分的原料，经熔炼得铸坯，将铸坯加热，除磷，轧制，矫直所得；其中，轧制首先采用粗轧，再精轧；所得钢板成品厚度为d，当10mm≤d＜16mm时，粗轧中间坯厚度为45～50mm，当16mm≤d≤30mm时，粗轧中间坯厚度为60～90mm，当30mm＜d≤50mm时，粗轧中间坯厚度为100～125mm。
4.如权利要求3所述的低温高韧性低合金中厚钢板的制备方法，其特征在于，所述铸坯厚度为300mm。
5.如权利要求3所述的低温高韧性低合金中厚钢板的制备方法，其特征在于，铸坯加热时间为8～12min/cm，加热温度为1195-1235℃。
6.如权利要求3所述的低温高韧性低合金中厚钢板的制备方法，其特征在于，除磷采用高压水除磷，高压水水压≥21MPa，除磷率≥95％。
7.如权利要求3所述的低温高韧性低合金中厚钢板的制备方法，其特征在于，粗轧的工艺为：展宽后纵轧，保证粗轧阶段至少2个道次压下率≥15％。
8.如权利要求3所述的低温高韧性低合金中厚钢板的制备方法，其特征在于，精轧工艺为：当10≤d＜16时，开轧温度910～940℃，终轧温度830～880℃；当16mm≤d≤30mm时，开轧温度860～900℃，终轧温度820～860℃；当30mm＜d≤50mm时，开轧温度850～880℃，终轧温度810～850℃。
9.如权利要求3所述的低温高韧性低合金中厚钢板的制备方法，其特征在于，当10mm≤d＜16mm时，轧制后不水冷；当16mm≤d≤30mm时，采用弱水冷，开冷温度≥790℃，冷速5-9℃/s，终冷温度670±20℃；当30mm＜d≤50mm时，开冷温度≥790℃，冷速5-9℃/s，终冷温度650±20℃。
10.如权利要求3所述的低温高韧性低合金中厚钢板的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
(1)铸坯加热：铸坯在炉加热时间为8～12min/cm，加热温度1195-1235℃；
(2)除磷：除磷采用高压水除磷，高压水水压≥21MPa，除磷率≥95％；
(3)轧制：轧制首先采用粗轧，再精轧；所得钢板成品厚度为d，粗轧工艺为，展宽后纵轧，保证粗轧阶段至少2个道次压下率≥15％，当10mm≤d＜16mm时，中间坯厚度为45～50mm，当16mm≤d≤30mm时，中间坯厚度为60～90mm，当30mm＜d≤50mm时，中间坯厚度为100～125mm；精轧工艺为，当10≤d＜16时，开轧温度910～940℃，终轧温度830～880℃，当16mm≤d≤30mm时，开轧温度860～900℃，终轧温度820～860℃，当30mm＜d≤50mm时，开轧温度850～880℃，终轧温度810～850℃；
(4)水冷：当10mm≤d＜16mm时，轧制后不水冷；当16mm≤d≤30mm时，采用弱水冷，开冷温度≥790℃，冷速5-9℃/s，终冷温度670±20℃；当30mm＜d≤50mm时，开冷温度≥790℃，冷速5-9℃/s，终冷温度650±20℃；
(5)矫直。
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| CN202111348786.2A CN114134415A (zh) | 2021-11-15 | 2021-11-15 | 一种低温高韧性低合金中厚钢板及制备方法 |
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Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| JPS5855529A (ja) * | 1981-09-28 | 1983-04-01 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 低温靭性にすぐれた厚肉高張力熱延鋼板の製造法 |
| CN102912223A (zh) * | 2012-11-02 | 2013-02-06 | 湖南华菱湘潭钢铁有限公司 | 一种低合金中厚钢板的生产方法 |
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-
2021
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Patent Citations (5)
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