CN114622072A - 提高大厚度q345e钢低温韧性的方法及q345e钢 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高大厚度Q345E钢低温韧性的方法及Q345E钢。该方法包括铸坯加热、控制轧制,其中控制轧制工序:粗轧进行两道次宽展,展宽道次结束后,中间坯于粗轧机前使用即时冷降低钢板表面温度;粗轧纵轧三道次,单道次压下率依次为8%~10%、9%~12%、19%~20%,精轧五道次,前四道次压下率依次为13%~15%、10%~12%、9%~10%、8%~9%,最后一道次根据成品板厚控制压下率6%~8%。采用本发明方法生产的Q345E钢厚度方向四分之一位置处,‑40℃低温冲击值达到200J以上,且具有高强度、良好的探伤内部质量性能,产品具有极大的市场竞争力。
Description
技术领域
本发明属于冶金制造领域,具体涉及一种提高大厚度Q345E钢低温韧性的方法及Q345E钢。
背景技术
低合金热轧中厚板在国民经济建设中被广泛应用,特别是基础设施建设和基础加工制造业,如石油管线、风电塔筒、石油平台、桥梁、建筑及轻工设备的制造。目前,低合金低温韧性中厚板广泛采用Nb、V、Ti微合金化,利用新一代TMCP两阶段控轧控冷工艺实现强度与韧性良好的匹配。
厚规格钢板的强韧性匹配一直是制约中厚板生产企业的难题,目前国内外各大钢铁企业均认识到生产高端、高附加值品种的意义,随着板坯重压下技术、轧钢即时冷温控技术以及超快冷组织相变关键技术的应用,为品种钢的开发生产提供了有力支撑。厚规格钢板生产的难点在于心部力学性能差,受限于连铸坯心部偏析、疏松等缺陷,铸坯在轧制过程中,受轧机压下能力的限制,往往采用较高的加热及轧钢温度,传统的ACC冷却能力无法达到厚规格钢板心部冷却条件,造成厚规格钢板心部力学性能无法满足标准要求,尤其是低温韧性。
CN201911000765.4提高厚规格高强耐候钢低温冲击韧性的方法,采用高温加热、高合金含量前提下,加大层流冷却强度使产品的组织晶粒细化,该方法主要是利用高冷却强度,达到细化晶粒,心部珠光体带消除,从而提高心部韧性。目前该方法的实施受限于产线冷却装备,其需要更大的冷却速率,其在卷板生产线上易于实现,在中厚板产线生产80-100mm厚度钢板难以提高冷却能力;
CN201910915376.8心部低温冲击韧性优异的厚规格Q345R钢板及制造方法,为有效提高厚规格心部低温冲击韧性,采用控轧控冷+正火热处理+高温回火工序提高强韧性匹配优良的均匀细小的铁素体+珠光体+微合金元素析出物金相组织,该方法主要利用热处理工艺,生产工序长、成本高。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种提高大厚度Q345E钢低温韧性的方法。
为达到上述目的,本发明提供的技术方案为:
一种提高大厚度Q345E钢低温韧性的方法,包括铸坯加热、控制轧制,其中控制轧制工序:粗轧进行两道次宽展,展宽道次结束后,中间坯于粗轧机前使用即时冷降低钢板表面温度;粗轧纵轧三道次,单道次压下率依次为8%~10%、9%~12%、19%~20%,精轧五道次,前四道次压下率依次为13%~15%、10%~12%、9%~10%、8%~9%,最后一道次根据成品板厚控制压下率6%~8%。
本发明所述粗轧宽展阶段,单道次压下量20~25mm。
本发明所述即时冷给水量为160~180 L/min,给水持续时间50~70s。
本发明所述铸坯厚度为250~280mm。
本发明所述铸坯入炉温度450~550℃,加热制度采用低温加热控制,加热二温度1180~1200℃,均热段温度1170~1190℃。
本发明所述Q345E钢的化学成分按重量百分比计为:C:0.15~0.18、Si:0.20~0.30、Mn:1.40~1.50、Als:0.020~0.035、S≤0.010、P≤0.015、Ni:0.15~0.25、Nb:0.025~0.035,其余为Fe及不可避免的杂质。
本发明所述Q345E钢的厚度为80~100mm。
本发明的另一目的在于提供一种具有良好低温韧性的Q345E钢板,其采用上述方法制备而成。
本发明的发明原理在于:本发明在碳锰+Nb复合微合金化成分基础上,适当添加Ni元素用于提升钢板的低温冲击韧性;并且利用250~280mm厚度铸坯低圧缩比(2.5~3.5)供轧,采用低温加热控制原奥氏体晶粒长大基础上,利用粗轧大压下+即时冷温控技术,实现再结晶区轧制细化奥氏体晶粒及变形心部渗透效果;两阶段控轧阶段,使用“抛物线”型轧制道次压下率,能够有效发挥低温段变形有效渗透,使得钢板心部变形充分,从而有效提高Q345E钢板低温韧性。
粗轧、精轧连续阶段压下率的“抛物线”分配,耦合精轧前即时冷降低中间坯表面温度,有效实现变形渗透梯度分布,获得良好变形效果外,板型控制良好。
本发明方法工序流程短、合金成本低,生产的钢板具有良好的低温冲击韧性。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的钢板厚1/4位置金相组织图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
本实施例钢板的化学成分按重量百分比计为:C:0.15、Si:0.20、Mn:1.40、Als:0.020、S:0.010、P:0.015、Ni:0.15、Nb:0.025,其余为Fe及不可避免的杂质;
本实施例钢板厚度为80mm,所用铸坯厚度规格为280mm;轧制压缩比3.5:1。
生产过程中加热制度如下:铸坯入炉温度450℃,加热制度采用低温加热控制,加热二温度1180℃,均热段温度1170℃;
轧制过程中粗轧两道次宽展阶段,单道次压下量25mm,展宽道次结束后,中间坯于粗轧机前使用即时冷降低钢板表面温度,即时冷给水量为160L/min,给水持续时间50s;粗轧纵轧三道次,单道次压下率依次为8%、9%、19%;精轧五道次,前四道次的压下率依次为13%、10%、9%、8%,最后一道次根据成品板厚控制压下率8%。
本实施例提供的80mm厚Q345E钢板-40℃冲击韧性值见表1。
钢板厚1/4位置金相组织见图1,从图1可看出钢板组织类型为多边形铁素体+珠光体+针状铁素体,珠光体含量占比10%-12%,晶粒度9.8级。厚规格钢板心部位置晶粒的有效细化是保证冲击韧性的有效手段。
实施例2
本实施例钢板的化学成分按重量百分比计为:C:0.18、Si:0.30、Mn:1.50、Als:0.035、S:0.008、P:0.013、Ni:0.25、Nb:0.035,其余为Fe及不可避免的杂质;
本实施例钢板厚度为100mm,所用铸坯厚度规格为280mm,轧制压缩比2.8:1。
生产过程中加热制度如下:铸坯入炉温度550℃,加热制度采用低温加热控制,加热二温度1200℃,均热段温度1170℃;
轧制过程中粗轧两道次宽展阶段,单道次压下量25mm,展宽道次结束后,中间坯于粗轧机前使用即时冷降低钢板表面温度,即时冷给水量为160 L/min,给水持续时间70s;粗轧纵轧三道次,单道次压下率依次为8%、9%、19%;精轧五道次,前四道次的压下率依次为13%、10%、9%、8%,最后一道次根据成品板厚控制压下率6%。
本实施例提供的100mm厚Q345E钢板-40℃冲击韧性值见表1。
实施例3
本实施例钢板的化学成分按重量百分比计为:C:0.17%、Si:0.28%、Mn:1.43%、Als:0.026%、S:0.007%、P:0.013%、Ni:0.24%、Nb:0.026%,其余为Fe及不可避免的杂质;
本实施例钢板厚度为90mm,所用铸坯厚度规格为250mm,轧制压缩比2.78:1。
生产过程中加热制度如下:铸坯入炉温度540℃,加热制度采用低温加热控制,加热二温度1185℃,均热段温度1190℃;
轧制过程中粗轧两道次宽展阶段,单道次压下量20mm,展宽道次结束后,中间坯于粗轧机前使用即时冷降低钢板表面温度,即时冷给水量为180 L/min,给水持续时间55s;粗轧纵轧三道次,单道次压下率依次为9%、11%、20%;精轧五道次,前四道次的压下率依次为15%、12%、9%、9%,最后一道次根据成品板厚控制压下率7%。
本实施例提供的90mm厚Q345E钢板-40℃冲击韧性值见表1。
实施例4
本实施例钢板的化学成分按重量百分比计为:C:0.16%、Si:0.25%、Mn:1.46%、Als:0.023%、S:0.008%、P:0.014%、Ni:0.21%、Nb:0.030%,其余为Fe及不可避免的杂质;
本实施例钢板厚度为85mm,所用铸坯厚度规格为270mm,轧制压缩比3.18:1。
生产过程中加热制度如下:铸坯入炉温度520℃,加热制度采用低温加热控制,加热二温度1195℃,均热段温度1175℃;
轧制过程中粗轧两道次宽展阶段,单道次压下量23mm,展宽道次结束后,中间坯于粗轧机前使用即时冷降低钢板表面温度,即时冷给水量为180 L/min,给水持续时间60s;粗轧纵轧三道次,单道次压下率依次为10%、12%、20%;精轧五道次,前四道次的压下率依次为14%、12%、10%、9%,最后一道次根据成品板厚控制压下率8%。
本实施例提供的85mm厚Q345E钢板-40℃冲击韧性值见表1。
实施例5
本实施例钢板的化学成分按重量百分比计为:C:0.16%、Si:0.27%、Mn:1.49%、Als:0.031%、S:0.009%、P:0.012%、Ni:0.17%、Nb:0.033%,其余为Fe及不可避免的杂质;
本实施例钢板厚度为95mm,所用铸坯厚度规格为280mm,轧制压缩比2.95:1。
生产过程中加热制度如下:铸坯入炉温度500℃,加热制度采用低温加热控制,加热二温度1190℃,均热段温度1185℃;
轧制过程中粗轧两道次宽展阶段,单道次压下量24mm,展宽道次结束后,中间坯于粗轧机前使用即时冷降低钢板表面温度,即时冷给水量为160 L/min,给水持续时间50s;粗轧纵轧三道次,单道次压下率依次为10%、12%、19%;精轧五道次,前四道次的压下率依次为14%、11%、10%、9%,最后一道次根据成品板厚控制压下率6%。
本实施例提供的95mm厚Q345E钢板-40℃冲击韧性值见表1。
实施例6
本实施例钢板的化学成分按重量百分比计为:C:0.18%、Si:0.22%、Mn:1.42%、Als:0.033%、S:0.006%、P:0.015%、Ni:0.20%、Nb:0.027%,其余为Fe及不可避免的杂质;
本实施例钢板厚度为90mm,所用铸坯厚度规格为260mm,轧制压缩比2.89:1。
生产过程中加热制度如下:铸坯入炉温度480℃,加热制度采用低温加热控制,加热二温度1180℃,均热段温度1170℃;
轧制过程中粗轧两道次宽展阶段,单道次压下量22mm,展宽道次结束后,中间坯于粗轧机前使用即时冷降低钢板表面温度,即时冷给水量为170 L/min,给水持续时间65s;粗轧纵轧三道次,单道次压下率依次为9%、10%、19%;精轧五道次,前四道次的压下率依次为15%、12%、10%、8%,最后一道次根据成品板厚控制压下率7%。
本实施例提供的90mm厚Q345E钢板-40℃冲击韧性值见表1。
表1 各实施例Q345E钢板低温冲击韧性值
由表1可知,本发明提供的Q345E钢板具有良好的冲击韧性,按国标检测厚度方向四分之一位置处,-40℃低温冲击韧性均达到200J以上。
Claims (8)
1.一种提高大厚度Q345E钢低温韧性的方法,包括铸坯加热、控制轧制,其特征在于,所述控制轧制工序:粗轧进行两道次宽展,展宽道次结束后,中间坯于粗轧机前使用即时冷降低钢板表面温度;粗轧纵轧三道次,单道次压下率依次为8%~10%、9%~12%、19%~20%,精轧五道次,前四道次压下率依次为13%~15%、10%~12%、9%~10%、8%~9%,最后一道次根据成品板厚控制压下率6%~8%。
2.根据权利要求1所述的提高大厚度Q345E钢低温韧性的方法,其特征在于,所述粗轧宽展阶段,单道次压下量20~25mm。
3.根据权利要求1所述的提高大厚度Q345E钢低温韧性的方法,其特征在于,所述即时冷给水量为160~180 L/min,给水持续时间50~70s。
4.根据权利要求1所述的提高大厚度Q345E钢低温韧性的方法,其特征在于,所述铸坯厚度为250~280mm。
5.根据权利要求1或4所述的提高大厚度Q345E钢低温韧性的方法,其特征在于,所述铸坯入炉温度450~550℃,加热制度采用低温加热控制,加热二温度1180~1200℃,均热段温度1170~1190℃。
6.根据权利要求1所述的提高大厚度Q345E钢低温韧性的方法,其特征在于,所述Q345E钢的化学成分按重量百分比计为:C:0.15~0.18、Si:0.20~0.30、Mn:1.40~1.50、Als:0.020~0.035、S≤0.010、P≤0.015、Ni:0.15~0.25、Nb:0.025~0.035,其余为Fe及不可避免的杂质。
7.根据权利要求1所述的提高大厚度Q345E钢低温韧性的方法,其特征在于,所述Q345E钢的厚度为80~100mm。
8.一种具有良好低温韧性的大厚度Q345E钢,其特征在于,采用权利要求1-7任一项方法制备而成。
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