CN116254483A - 一种具有优异低温冲击韧性的高强钢板及其制造方法 - Google Patents

一种具有优异低温冲击韧性的高强钢板及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116254483A
CN116254483A CN202310048924.8A CN202310048924A CN116254483A CN 116254483 A CN116254483 A CN 116254483A CN 202310048924 A CN202310048924 A CN 202310048924A CN 116254483 A CN116254483 A CN 116254483A
Authority
CN
China
Prior art keywords
percent
temperature
equal
less
refining
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202310048924.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116254483B (zh
Inventor
刘新彬
孟征兵
吴钒
何子迅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guilin University of Technology
Original Assignee
Guilin University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guilin University of Technology filed Critical Guilin University of Technology
Priority to CN202310048924.8A priority Critical patent/CN116254483B/zh
Publication of CN116254483A publication Critical patent/CN116254483A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116254483B publication Critical patent/CN116254483B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/0056—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00 using cored wires
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/0075—Treating in a ladle furnace, e.g. up-/reheating of molten steel within the ladle
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
    • C21C7/06—Deoxidising, e.g. killing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/10—Handling in a vacuum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0205—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0226—Hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0247—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
    • C21D8/0263—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment following hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/005—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing rare earths, i.e. Sc, Y, Lanthanides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/001—Austenite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/002—Bainite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/008—Martensite
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

本发明公开了一种具有优异低温冲击韧性的高强钢板及其制造方法，钢中化学元素及其质量百分含量为：C 0.11～0.15％，Si 0.2～0.3％，Mn 0.6～0.9％，Cr 0.8～1.2％，Mo 0.7～1.2％，Ni0.1～0.3％，V 0.1～0.3％，Nb 0.01～0.03％，Ti 0.01～0.03％，Al0.02～0.06％，Re≤0.01％，P≤0.015％，S≤0.005％，H≤0.0003％，N≤0.005％，余量为Fe及不可避免的杂质。制造方法为：(1)冶炼；(2)连铸；(3)加热：加热至1050～1200℃，保温1～3h；(4)轧制：终轧温度≥850℃，轧后冷却至常温；(4)淬火+回火热处理：淬火温度900～980℃，保温40～80min，奥氏体化后进行水淬；回火温度500～700℃，保温60～120min，空冷至室温。本发明所生产钢板的屈服强度Rp0.2≥1000MPa，抗拉强度Rm≥1150MPa，延伸率δ≥22wt％，‑40℃下冲击吸收功Akv≥210J。

Description

一种具有优异低温冲击韧性的高强钢板及其制造方法
技术领域
本发明涉及高强度钢制造技术领域，具体是指一种具有优异低温冲击韧性的高强钢板及其制造方法。
背景技术
随着我国工业经济快速发展，对钢材用量要求越来越多，对于一些高寒地区和低温下使用的钢铁材料，面临着低温、高强度及超期服役等愈发苛刻的环境，这对钢材的性能，尤其是低温冲击韧性提出了更高的要求，以满足设备或部件的安全和使用性能。目前，该类钢材制造过程中存在强度高而韧性低的现象，为了提升钢材强度和韧性，一般通过优化成分设计，在钢中加入大量的合金元素，或者生产工艺的优化及精确控制来提升钢材的强度和低温韧性，这会造成生产成本升高，工艺难以精确控制导致产品质量不稳定。
因此，一种具有优异低温冲击韧性的高强钢板及其制造方法亟待研究与开发，以便以较低的生产成本，保证钢板强度的同时，提升钢板的低温韧性。
发明内容
本发明的目的是提供一种生产工艺稳定、性能优异的低温冲击韧性钢板的生产方法，通过相关工艺控制，确保钢板具有高的强度，良好的低温韧性来满足客户的高标准要求。
为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种具有优异低温冲击韧性的高强钢板，钢中化学元素及其质量百分含量为：C 0.11～0.15％，Si 0.2～0.3％，Mn 0.6～0.9％，Cr 0.8～1.2％，Mo0.7～1.2％，Ni 0.1～0.3％，V 0.1～0.3％，Nb 0.01～0.03％，Ti 0.01～0.03％，Al0.02～0.06％，Re≤0.01％，P≤0.015％，S≤0.005％，H≤0.0003％，N≤0.005％，余量为铁和不可避免的杂质元素。
采用上述成分设计的理由如下：
(1)C：C是提高钢强度的有效元素，但碳含量的升高将降低钢塑韧性，本申请采用较低的碳含量，与微合金化元素Nb、V、Ti结合后发挥其细晶强化和沉淀强化效果。因此，在本发明所述的具有优异冲击韧性的高强钢中，将C元素的质量百分含量控制在0.11～0.15％之间。
(2)Si：Si具有非常明显的固溶强化效果，可提高钢的强度和硬度，改善钢的延韧性，降低钢的韧脆转变温度，同时Si能增加C在奥氏体中的活度，阻碍渗碳体析出，提高钢的抗回火稳定性。因此，在本发明所述的具有优异冲击韧性的高强钢中，为了综合改善高强钢的综合力学性能，Si的质量百分含量控制在0.2～0.3％范围内。
(3)Mn：Mn固溶在钢中后，起到固溶强化的效果，同时Mn会推迟铁素体、珠光体的转变，并使得贝氏体的转变温度降低，对形成细晶粒组织有利，但过高的锰含量会降低钢的韧性。因此，在本发明所述的具有优异冲击韧性的高强钢中，为了综合改善高强钢的综合力学性能，Mn的质量百分含量控制在0.6～0.9％。
(4)Cr：Cr具有固溶强化的作用，提高钢的淬透性，提高钢的热处理状态下的强度和硬度，铬的加入不仅促进贝氏体转变，且使贝氏体形状变为以针状为主；同时由于铬的加入，形成更细小的贝氏体铁素体组织，提高了钢的屈服强度、抗拉强度和屈强比。为了综合改善高强钢的综合力学性能，Cr的质量百分含量控制在0.8～1.2％范围内。
(5)Mo：Mo溶于铁素体中，增加铁的自扩散激活能，提高钢的回复和再结晶温度；Mo可使钢的C曲线右移，显著提高钢的淬透性，同时提高钢的回火稳定性；Mo还可以改善合金调质钢的高温脆性，改善回火索氏体的韧性。为了综合改善高强钢的综合力学性能，Mo的质量百分含量控制在0.7～1.2％范围内。
(6)Ni：Ni是稳定奥氏体元素，用来提升钢的韧性，当Ni同Cr一起添加时，可以有效促进贝氏体转变。为了综合改善高强钢的综合力学性能，Ni的质量百分含量控制在0.1～0.3％范围内。
(7)V：V主要通过第二相粒子析出强化作用来提升钢的力学性能，并通过控轧工艺，起到一定的抑制奥氏体再结晶和阻止奥氏体晶粒长大的作用，一定程度上起到晶粒细化和沉淀强化作用。为了综合改善高强钢的综合力学性能，V的质量百分含量控制在0.1～0.3％范围内。
(8)Nb：Nb可以细化奥氏体晶粒，有效提高钢的强度和韧性。Nb抑制奥氏体高温变形过程中的再结晶，由于Nb原子的溶质拖曳作用和Nb(C，N)对晶界的钉扎作用，在普碳钢中加入少量的Nb能有效地抑制加热过程中的晶粒长大，从而细化原始奥氏体晶粒。为了综合改善高强钢的综合力学性能，Nb的质量百分含量控制在0.01～0.03％范围内。
(9)Ti：Ti是重要的微合金化细晶元素，通过强烈的沉淀强化及一定程度的晶粒细化作用，微Ti处理使钢中的氮被钛固定，可以降低钢中固溶氮含量，从而间接提高了Nb的强化作用；同时，TiN可有效阻止奥氏体晶粒在加热过程中的长大，起到细化奥氏体晶粒的作用。为了综合改善高强钢的综合力学性能，Ti的质量百分含量控制在0.01～0.02％范围内。
(10)Al：Al起到脱氧作用，并且Al与钢中的N配合，形成细小的AlN析出物，可以有效抑制奥氏体晶粒的长大，但过高的AlN、Al2O3等夹杂物会降低钢的冲击韧性和疲劳性能。为了综合改善高强钢的综合力学性能，Al的质量百分含量控制在0.02～0.06％范围内。
(11)Re：Re在钢中可以概述高强钢的综合力学性能，起到净化钢水和变质作用，稀土与钢液中的氧、硫亲和力较大，起到净化钢水作用，并且在钢凝固过程中起到细化组织的作用。但钢中较高的稀土Re容易堵塞连铸水口，导致连铸无法顺行，为了综合改善高强钢的综合力学性能，稀土Re的质量百分含量控制在Re≤0.01％以内。
(12)P和S：P和S作为钢中有害元素对钢的冷弯和焊接性能具有较大的损害作用；本发明从降低生产成本和提高产品质量出发，将P含量控制在≤0.015％，将S含量控制在S≤0.005％，减少磷和硫对高强钢冷弯、焊接性能的影响。
(13)H：H在钢中容易引起氢脆。在强度1000MPa以上的钢中，会发生氢致断裂现象。为了综合改善高强钢的综合力学性能，H的质量百分含量控制在H≤0.0003％范围内。
(14)N：N在钢中能够提升钢的强度、低温韧性和焊接性，增加时效敏感性，N在钢中容易形成气孔。为了综合改善高强钢的综合力学性能，N的质量百分含量控制在N≤0.005％。
一种具有优异低温冲击韧性的高强钢板的制造方法，具体包括以下步骤：
1)电弧炉或转炉炼钢：出钢温度控制在1580～1620℃，终点碳控制在
0.10％～0.14％，P≤0.015％，S≤0.01％；
2)LF+VD精炼：出钢温度控制在1560～1580℃，终点碳控制在
0.10％～0.15％，P≤0.015％，S≤0.005％，H≤0.0003％，N≤0.005％；
3)连铸：钢水通过连续铸造制成70～240mm厚度的铸坯；
4)加热：控制铸坯加热温度在1050～1200℃，保温1～3h；
5)轧制：铸坯采用两段轧制，第一段在粗轧机上轧制，开轧温度不小于1050℃；第二段在精轧机上完成，开轧温度930℃～960℃，终轧温度≥850℃，轧制后的钢板厚度控制在3～10mm，轧后水冷却至室温；
6)淬火+回火热处理：钢板的淬火温度为900～980℃，保温40～80min，奥氏体化后进行水淬；回火温度500～700℃，保温60～120min，空冷至室温。
作为一种优选方案，所述步骤1)中的电弧炉或转炉，出钢时禁止下渣，如遇下渣，必须进行翻渣或者倒包后再精炼，防止回磷。
作为一种优选方案，所述步骤2)中LF冶炼时间控制在40～100min；精炼时根据渣及钢液中[S]的情况加入石灰、电石、化渣剂、预熔渣，温度控制在1580～1600℃，保证炉渣的四元碱度控制在2.0左右；精炼时使用碳粉、铝粉进行扩散脱氧；精炼结束时对钢水进行终脱氧，向钢包内吨钢喂入Si-Ca线0.8kg，同时底吹氩气流量控制在40～60NL/min；Ca处理后软吹6～10min；保证出LF精炼站时S≤0.004％；
VD精炼温度控制在1560～1620℃，真空度60～70Pa，精炼时间10～20min，氩气流量初定30NL/min，每两分钟增加10NL/min，最大120NL/min，可根据渣量进行调整；VD炉真空精炼后，终点钢水成分要求：S≤0.005％，H≤0.0003％，N≤0.005％。
作为一种优选方案，将步骤3)中所得的铸坯进行冷却，冷却至常温进行铸坯表面质量检查后，方可进行步骤4)所述的加热步骤。
本发明与现有技术相比的优点在于：
1、钢板厚度为3～10mm；
2、钢板生产中为了降低生产成本，采用较低的合金含量；
3、采用淬火+回火工艺，保证钢板为马氏体+贝氏体+残余奥氏体组织，促进钢板具有高的强度和优异的低温韧性；
4、该制造方法生产简单，工艺设计合理，所获得的高强钢不仅强度高，而且具有优异的冲击韧性、延伸率等性能。屈服强度Rp0.2≥1000MPa，抗拉强度Rm≥1150MPa，延伸率δ≥22wt％，0℃下冲击吸收功Akv≥300J，-20℃下冲击吸收功Akv≥250J，-40℃下冲击吸收功Akv≥210J。
具体实施方式
以下实施例的详细描述用于示例性地说明本申请的原理，但不能用来限制本申请的范围，即本申请一种具有优异低温冲击韧性的高强钢板及其制造方法不限于所描述的实施例。
本申请第一实施例提供一种具有优异低温冲击韧性的高强钢板，包括如下重量百分含量组分：C0.11～0.15％，Si 0.2～0.3％，Mn 0.6～0.9％，Cr 0.8～1.2％，Mo 0.7～1.2％，Ni 0.1～0.3％，V0.1～0.3％，Nb 0.01～0.03％，Ti 0.01～0.03％，Al0.02～0.06％，Re≤0.01％，P≤0.015％，S≤0.015％，H≤0.0003％，N≤0.005％，余量为铁和不可避免的杂质元素。
所述的钢板生产方法包括：
S1电弧炉炼钢；
S2LF+VD精炼；
S3连铸；
S4加热；
S5轧制；
S6淬火+回火热处理。
上述具有优异低温韧性的高强钢板生产方法，具体包括：
(1)步骤S1电弧炉炼钢：具体的，出钢C控制在0.11％～0.14％，P控制在≤0.015％，出钢温度控制在1580～1620℃，出钢时禁止下渣，如遇下渣，必须进行翻渣或者倒包后再精炼，防止回磷。
(2)步骤S2 LF+VD精炼：具体的，LF冶炼时间控制在40～100min；精炼时根据渣及钢液中[S]的情况加入石灰、电石、化渣剂、预熔渣，温度控制在1580～1600℃，保证炉渣的四元碱度控制在2.0左右；精炼时使用碳粉、铝粉进行扩散脱氧；精炼结束对钢液进行终脱氧，向钢包内喂入Si-Ca线0.8kg/吨钢，同时底吹氩气流量控制在40～60NL/min；Ca处理后软吹6～10min；保证出LF精炼站时S≤0.005％。VD精炼温度控制在1560～1620℃，真空度60～70Pa，精炼时间10～20min，氩气流量初定30NL/min，每两分钟增加10NL/min，最大120NL/min，可根据渣量进行调整。VD炉真空精炼后，终点钢水成分要求：S≤0.005％，H≤0.0003％，N≤0.005％。
(3)步骤S3连铸：在本申请的实例中，步骤S2所得的钢水进行连铸，以获得铸坯，铸坯厚度70～240mm。
(4)步骤S4加热：在本申请的实例中，步骤S3中所得的铸坯，冷却至常温对铸坯表面质量检查后，送入加热炉进行加热，加热温度控制在1050～1200℃，保温1～3h。
(5)步骤S5轧制：在本申请的实例中，步骤S4所得的加热铸坯进行轧制，采用两段轧制，第一段在粗轧机上轧制，开轧温度不小于1050℃；第二段在精轧机上完成，开轧温度930℃～960℃，终轧温度≥850℃，轧制所得的钢板厚度控制在3～10mm，轧后水冷却至室温。
(6)步骤S6热处理：在本申请的实例中，步骤S5所得的轧制板，进行淬火+回火的热处理，淬火温度900～980℃，保温40～80min，奥氏体化后进行水淬；回火温度500～700℃，保温60～120min，空冷至室温。
以下结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
本实施例提供的具优异冲击韧性的高强钢化学成分以wt％计如下：
C：0.12％；Si：0.24％；Mn：0.75％；Cr 0.84％，Mo 0.92％，Ni 0.16％，V 0.18％，Nb 0.03％，Ti0.01％，Al 0.03％，Re≤0.01％，P≤0.015％，S≤0.005％，H≤0.0003％，N≤0.005％，其余为Fe和不可避免的杂质。
本实施例提供的具有优异低温冲击韧性的高强钢板制造方法如下：
(1)电弧炉冶炼：出钢C控制在0.125％，P控制在≤0.015％，出钢温度1580～1620℃，出钢时禁止下渣，如遇下渣，必须进行翻渣或者倒包后再精炼，防止回磷。
(2)LF+VD精炼。LF精炼：冶炼时间控制在40～100min，精炼时根据渣及钢液中[S]的情况加入石灰、电石、化渣剂、预熔渣，温度控制在1580～1600℃，保证炉渣的四元碱度控制在2.0附近；精炼时使用碳粉、铝粉进行扩散脱氧；精炼结束进行钢液终脱氧，向钢包内喂入Si-Ca线0.8kg/吨钢，同时将氩气流量控制在40～60NL/min；Ca处理后软吹6～10min；保证出LF精炼站时S≤0.015％。VD精炼温度控制在1560～1620℃，真空度60～70Pa，精炼时间10～20min，氩气流量初定30NL/min，每两分钟增加10NL/min，最大120NL/min，可根据渣子量进行调整。VD炉真空精炼后，终点钢水成分要求：S≤0.015％，H≤0.0003％，N≤0.005％。
(3)连铸：将VD精炼所得的钢水进行连铸，以获得铸坯，铸坯厚度70mm。
(4)加热：将所得的铸坯，冷却至常温后，冷却至常温对铸坯表面质量检查后，送入加热炉进行加热，控制加热温度在1100℃，保温1.5h。
(5)轧制：步骤(4)加热所得的铸坯进行轧制，采用两段轧制，第一段在粗轧机上轧制，开轧温度1060℃；第二段在精轧机上完成，开轧温度940℃，终轧温度860℃，轧制所得的厚度控制在3mm，轧后水冷却至室温。
(6)热处理：步骤(5)所得的轧制板，进行淬火+回火的热处理，淬火温度930℃，保温40min，奥氏体化后进行水淬；回火温度500℃，保温40min，空冷至室温。
所生产具有优异低温冲击韧性的高强钢板，其力学性能如下：屈服强度Rp0.2＝1140MPa，抗拉强度Rm＝1280MPa，延伸率δ＝24wt％，0℃下冲击吸收功Akv＝330J，-20℃下冲击吸收功Akv＝270J，-40℃下冲击吸收功Akv＝230J。
实施例2
本实施例提供的具有优异低温冲击韧性的高强钢板化学成分以wt％计如下：
C：0.13％；Si：0.26％；Mn：0.82％；Cr 0.95％，Mo 0.74％，Ni 0.25％，V 0.22％，Nb 0.02％，Ti0.02％，Al 0.04％，Re≤0.01％，P≤0.015％，S≤0.015％，H≤0.0003％，N≤0.005％，其余为Fe和不可避免的杂质。
本实施例提供的具有优异低温冲击韧性的高强钢板制造方法如下：
(1)电弧炉冶炼：出钢C控制在0.128％，P控制在≤0.015％，出钢温度1580～1620℃，出钢时禁止下渣，如遇下渣，必须进行翻渣或者倒包后再精炼，防止回磷。
(2)LF+VD精炼。LF精炼：冶炼时间控制在40～100min，精炼时根据渣及钢液中[S]的情况加入石灰、电石、化渣剂、预熔渣，温度控制在1580～1600℃，保证炉渣的四元碱度控制在2.0附近；精炼时使用碳粉、铝粉进行扩散脱氧；精炼结束进行钢水终脱氧，向钢包内喂入Si-Ca线0.8kg/吨钢，同时将氩气流量控制在40～60NL/min；Ca处理后软吹6～10min；保证出LF精炼站时S≤0.005％。VD精炼温度控制在1560～1620℃，真空度60～70Pa，精炼时间10～20min，氩气流量初定30NL/min，每两分钟增加10NL/min，最大120NL/min，可根据渣子量进行调整。VD炉真空精炼后，终点钢水成分要求：S≤0.005％，H≤0.0003％，N≤0.005％。
(3)连铸：将VD真空精炼所得的钢水进行连铸，以获得铸坯，铸坯厚度100mm。
(4)加热：步骤(3)中所得的铸坯，，冷却至常温对铸坯表面质量检查后，送入加热炉进行加热，控制加热温度在1120℃，保温1.8h。
(5)轧制：步骤(4)加热所得的铸坯进行轧制，采用两段轧制，第一段在粗轧机上轧制，开轧温度1070℃；第二段在精轧机上完成，开轧温度945℃，终轧温度870℃，轧制所得钢板的厚度控制在5mm，轧后水冷却至室温。
(6)热处理：步骤(5)所得的轧制板，进行淬火+回火的热处理，淬火温度940℃，保温50min，奥氏体化后进行水淬；回火温度600℃，保温50min，空冷至室温。
所生产具有优异低温冲击韧性的高强钢板，其力学性能如下：屈服强度Rp0.2＝1080MPa，抗拉强度Rm＝1210MPa，延伸率δ＝22wt％，0℃冲击吸收功Akv＝320J，-20℃冲击吸收功Akv＝260J，-40℃冲击吸收功Akv＝220J。
实施例3
本实施例提供的具有优异低温冲击韧性的高强钢板化学成分以wt％计如下：0.14％；Si：0.28％；Mn：0.88％；Cr 0.1.12％，Mo 1.05％，Ni 0.18％，V 0.14％，Nb0.02％，Ti0.01％，Al 0.03％，Re≤0.01％，P≤0.015％，S≤0.005％，H≤0.0003％，N≤0.005％，其余为Fe和不可避免的杂质。
本实施例提供的具有优异低温冲击韧性的高强钢板制造方法如下：
(1)电弧炉冶炼：出钢C控制在0.142％，P控制在≤0.015％，出钢温度1580～1620℃，出钢时禁止下渣，如遇下渣，必须进行翻渣或者倒包后再精炼，防止回磷。
(2)LF+VD精炼。LF精炼：冶炼时间控制在40～100min，精炼时根据渣及钢液中[S]的情况加入石灰、电石、化渣剂、预熔渣，温度控制在1580～1600℃，保证炉渣的四元碱度控制在2.0附近；精炼时使用碳粉、铝粉进行扩散脱氧；精炼结束进行钢水终脱氧，向钢包内喂入Si-Ca线0.8kg/吨钢，同时将氩气流量控制在40～60NL/min；Ca处理后软吹6～10min；保证出LF精炼站时S≤0.005％。VD精炼温度控制在1560～1620℃，真空度60～70Pa，精炼时间10～20min，氩气流量初定30NL/min，每两分钟增加10NL/min，最大120NL/min，可根据渣子量进行调整。VD炉真空精炼后，终点钢水成分要求：S≤0.005％，H≤0.0003％，N≤0.005％。
(3)连铸：将VD真空精炼所得的钢水进行连铸，以获得铸坯，铸坯厚度120mm。
(4)加热：步骤(3)中所得的铸坯，冷却至常温对铸坯表面质量检查后，送入加热炉进行加热，控制加热温度在1150℃，保温2.2h。
(5)轧制：步骤(4)加热所得的铸坯进行轧制，采用两段轧制，第一段在粗轧机上轧制，开轧温度1080℃；第二段在精轧机上完成，开轧温度950℃，终轧温度880℃，轧制所得钢板厚度控制在7mm，轧后水冷却至室温。
(6)热处理：步骤(5)所得的轧制板，进行淬火+回火的热处理，淬火温度950℃，保温70min，奥氏体化后进行水淬；回火温度650℃，保温70min，空冷至室温。
所生产具有优异低温冲击韧性的高强钢板，其力学性能如下：屈服强度Rp0.2＝1120MPa，抗拉强度Rm＝1210MPa，延伸率δ＝22wt％，0℃冲击吸收功Akv＝320J，-20℃冲击吸收功Akv＝260J，-40℃冲击吸收功Akv＝220J。
实施例4
本实施例提供的具有优异低温冲击韧性的高强钢板化学成分以wt％计如下：0.15％；Si：0.26％；Mn：0.65％；Cr 1.05％，Mo 1.14％，Ni 0.23％，V 0.25％，Nb 0.01％，Ti0.02％，Al 0.05％，Re≤0.01％，P≤0.015％，S≤0.005％，H≤0.0003％，N≤0.005％，其余为Fe和不可避免的杂质。
本实施例提供的具有优异低温冲击韧性的高强钢板制造方法如下：
(1)电弧炉冶炼：出钢C控制在0.145％，P控制在≤0.015％，出钢温度1580～1620℃，出钢时禁止下渣，如遇下渣，必须进行翻渣或者倒包后再精炼，防止回磷。
(2)LF+VD精炼。LF精炼：冶炼时间控制在40～100min，精炼时根据渣及[S]的情况加入石灰、电石、化渣剂、预熔渣，温度控制在1580～1600℃，保证炉渣的四元碱度控制在2.0附近；精炼时使用碳粉、铝粉进行扩散脱氧；精炼结束进行终脱氧，向钢包内喂入Si-Ca线0.8kg/吨钢，同时将氩气流量控制在40～60NL/min；Ca处理后软吹6～10min；保证出LF精炼站时S≤0.005％。VD精炼温度控制在1560～1620℃，真空度60～70Pa，精炼时间10～20min，氩气流量初定30NL/min，每两分钟增加10NL/min，最大120NL/min，可根据渣子量进行调整。VD炉真空精炼后，终点钢水成分要求：S≤0.005％，H≤0.0003％，N≤0.005％。
(3)连铸：将VD真空精炼所得的钢水进行连铸，以获得铸坯，铸坯厚度200mm。
(4)加热：步骤(3)中所得的铸坯，冷却至常温对铸坯表面质量检查后，送入加热炉进行加热，控制加热温度在1200℃，保温2.5h。
(5)轧制：步骤(4)加热所得的铸坯进行轧制，采用两段轧制，第一段在粗轧机上轧制，开轧温度1100℃；第二段在精轧机上完成，开轧温度960℃，终轧温度890℃，轧制所得的钢板厚度控制在10mm，轧后水冷却至室温。
(6)热处理：步骤(5)所得的轧制板，进行淬火+回火的热处理，淬火温度960℃，保温80min，奥氏体化后进行水淬；回火温度700℃，保温80min，空冷至室温。
所生产具有优异低温冲击韧性的高强钢板，其力学性能如下：屈服强度Rp0.2＝1145MPa，抗拉强度Rm＝1234MPa，延伸率δ＝22.5wt％，0℃冲击吸收功Akv＝323J，-20℃冲击吸收功Akv＝264J，-40℃冲击吸收功Akv＝225J。
需要说明的是，本案中各技术特征的组合方式并不限本案权利要求中所记载的组合方式或是具体实施例所记载的组合方式，本案记载的所有技术特征可以以任何方式进行自由组合或结合，除非相互之间产生矛盾。
还需要注意的是，以上所列举的实施例仅为本发明的具体实施例。显然本发明不局限于以上实施例，随之做出的类似变化或变形是本领域技术人员能从本发明公开的内容直接得出或者很容易便联想到的，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种具有优异低温冲击韧性的高强钢板，其特征在于，钢中化学元素及其质量百分含量为：C0.11～0.15％，Si 0.2～0.3％，Mn 0.6～0.9％，Cr 0.8～1.2％，Mo 0.7～1.2％，Ni 0.1～0.3％，V0.1～0.3％，Nb 0.01～0.03％，Ti 0.01～0.03％，Al0.02～0.06％，Re≤0.01％，P≤0.015％，S≤0.005％，H≤0.0003％，N≤0.005％，余量为铁和不可避免的杂质元素。
2.一种具有优异低温冲击韧性的高强钢板的制造方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
1)电弧炉或转炉炼钢：出钢温度控制在1580～1620℃，终点碳控制在
0.10％～0.14％，P≤0.015％，S≤0.01％；
2)LF+VD精炼：出钢温度控制在1560～1580℃，终点碳控制在
0.10％～0.15％，P≤0.015％，S≤0.005％，H≤0.0003％，N≤0.005％；
3)连铸：钢水通过连续铸造制成70～240mm厚度的铸坯；
4)加热：控制铸坯加热温度在1050～1200℃，保温1～3h；
5)轧制：铸坯采用两段轧制，第一段在粗轧机上轧制，开轧温度不小于1050℃；第二段在精轧机上完成，开轧温度930℃～960℃，终轧温度≥850℃，轧制后的钢板厚度控制在3～10mm，轧后水冷却至室温；
6)淬火+回火热处理：钢板的淬火温度为900～980℃，保温40～80min，奥氏体化后进行水淬；回火温度500～700℃，保温60～120min，空冷至室温。
3.根据权利要求2所述的一种具有优异低温冲击韧性的高强钢板的制造方法，其特征在于：所述步骤1)中的电弧炉或转炉，出钢时禁止下渣，如遇下渣，必须进行翻渣或者倒包后再精炼，防止回磷。
4.根据权利要求2所述的一种具有优异低温冲击韧性的高强钢板的制造方法，其特征在于：所述步骤2)中LF冶炼时间控制在40～100min；精炼时根据渣及钢液中[S]的情况加入石灰、电石、化渣剂、预熔精炼渣，温度控制在1580～1600℃，保证炉渣的四元碱度控制在2.0左右；精炼时使用碳粉、铝粉进行扩散脱氧；精炼结束进行终脱氧，向钢包内吨钢喂入Si-Ca线0.8kg，同时底吹氩气流量控制在40～60NL/min；Ca处理后软吹6～10min；保证出LF精炼站时S≤0.004％；
VD精炼温度控制在1560～1620℃，真空度60～70Pa，精炼时间10～20min，氩气流量初定30NL/min，每两分钟增加10NL/min，最大120NL/min，可根据渣量进行调整；VD炉真空精炼后，终点钢水成分要求：S≤0.005％，H≤0.0003％，N≤0.005％。
5.根据权利要求2所述的一种具有优异低温冲击韧性的高强钢板的制造方法，其特征在于：将步骤3)中所得的铸坯进行冷却，冷却至常温进行铸坯表面质量检查后，方可进行步骤4)所述的加热步骤。
CN202310048924.8A 2023-02-01 2023-02-01 一种具有优异低温冲击韧性的高强钢板及其制造方法 Active CN116254483B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310048924.8A CN116254483B (zh) 2023-02-01 2023-02-01 一种具有优异低温冲击韧性的高强钢板及其制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310048924.8A CN116254483B (zh) 2023-02-01 2023-02-01 一种具有优异低温冲击韧性的高强钢板及其制造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116254483A true CN116254483A (zh) 2023-06-13
CN116254483B CN116254483B (zh) 2024-06-14

Family

ID=86683661

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310048924.8A Active CN116254483B (zh) 2023-02-01 2023-02-01 一种具有优异低温冲击韧性的高强钢板及其制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116254483B (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05339632A (ja) * 1991-03-22 1993-12-21 Nippon Steel Corp 靭性の優れた建築用耐火鋼板の製造法
JPH08143955A (ja) * 1994-11-18 1996-06-04 Nippon Steel Corp 板厚方向に強度が均一な厚肉高張力鋼の製造方法
CN102224268A (zh) * 2008-11-26 2011-10-19 住友金属工业株式会社 无缝钢管及其制造方法
CN103097556A (zh) * 2010-06-07 2013-05-08 罗奇钢铁公司 用于生产热轧钢产品的方法及热轧钢
CN103147017A (zh) * 2013-03-21 2013-06-12 宝山钢铁股份有限公司 一种高强度优良低温韧性钢板及其制造方法
CN104480406A (zh) * 2014-11-28 2015-04-01 宝山钢铁股份有限公司 一种低合金高强高韧钢板及其制造方法
CN104662193A (zh) * 2012-09-19 2015-05-27 杰富意钢铁株式会社 低温韧性和耐腐蚀磨损性优异的耐磨损钢板
CN111441000A (zh) * 2020-03-30 2020-07-24 江阴兴澄特种钢铁有限公司 一种屈服强度690MPa级低屈强比高强钢板及其制造方法
WO2022022047A1 (zh) * 2020-07-30 2022-02-03 江阴兴澄特种钢铁有限公司 一种低温环境下使用的低屈强比粒状贝氏体高强钢板及其制造方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05339632A (ja) * 1991-03-22 1993-12-21 Nippon Steel Corp 靭性の優れた建築用耐火鋼板の製造法
JPH08143955A (ja) * 1994-11-18 1996-06-04 Nippon Steel Corp 板厚方向に強度が均一な厚肉高張力鋼の製造方法
CN102224268A (zh) * 2008-11-26 2011-10-19 住友金属工业株式会社 无缝钢管及其制造方法
CN103097556A (zh) * 2010-06-07 2013-05-08 罗奇钢铁公司 用于生产热轧钢产品的方法及热轧钢
CN104662193A (zh) * 2012-09-19 2015-05-27 杰富意钢铁株式会社 低温韧性和耐腐蚀磨损性优异的耐磨损钢板
CN103147017A (zh) * 2013-03-21 2013-06-12 宝山钢铁股份有限公司 一种高强度优良低温韧性钢板及其制造方法
CN104480406A (zh) * 2014-11-28 2015-04-01 宝山钢铁股份有限公司 一种低合金高强高韧钢板及其制造方法
CN111441000A (zh) * 2020-03-30 2020-07-24 江阴兴澄特种钢铁有限公司 一种屈服强度690MPa级低屈强比高强钢板及其制造方法
WO2022022047A1 (zh) * 2020-07-30 2022-02-03 江阴兴澄特种钢铁有限公司 一种低温环境下使用的低屈强比粒状贝氏体高强钢板及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN116254483B (zh) 2024-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110541117B (zh) 一种低预热温度焊接的620MPa级高性能桥梁钢及其制备方法
CN111441000A (zh) 一种屈服强度690MPa级低屈强比高强钢板及其制造方法
CN104694822A (zh) 一种屈服强度700MPa级高强度热轧钢板及其制造方法
CN111455278A (zh) 低温韧性优异的800MPa级冷成型用厚规格热轧高强钢板卷及其制造方法
CN109161671B (zh) 一种大线能量焊接用高强度eh36钢板及其制造方法
CN103882330A (zh) 一种低屈强比超高强度非调质钢板及其生产方法
CN108070789A (zh) 屈服强度不小于480MPa级超细晶特厚钢及制备方法
CN112813344A (zh) 一种屈服强度620MPa级高强高韧易焊接结构钢板及其制备方法
CN114686762B (zh) 布氏硬度500hbw高强度、高韧性热连轧薄钢板的生产方法
CN114107822B (zh) 一种15.9级高强度螺栓用钢及其生产方法和热处理方法
CN102337458B (zh) 抗拉强度≥1100Mpa的工程机械用钢及其生产方法
CN113025885A (zh) 一种具有良好抗hic性能的低屈强比高强管线钢板及其制造方法
CN113604736B (zh) 一种屈服强度800MPa级高强度中厚板及其制备方法
CN114134387B (zh) 一种抗拉强度1300MPa级厚规格超高强钢板及其制造方法
CN115572901A (zh) 一种630MPa级高调质稳定性低碳低合金钢板及其制造方法
CN116254483B (zh) 一种具有优异低温冲击韧性的高强钢板及其制造方法
CN110747390B (zh) 一种高强度耐腐蚀船舶用钢及其制备方法
CN109182929B (zh) 应用于工程机械用车高强双相钢dp780及其生产方法
CN111500938A (zh) 一种屈服强度420MPa级桥梁用槽钢及生产方法
CN110144517B (zh) 一种高强韧性高铝无镍易焊接40-70mm厚度耐磨钢板及制备方法
CN115679221B (zh) 钎具钢的制备方法
CN114737136B (zh) 布氏硬度400hbw高强度、高韧性热连轧薄钢板的生产方法
CN117385278B (zh) 一种700MPa级海洋工程用高强耐蚀钢板及其生产方法
CN117248167B (zh) 耐腐蚀工字钢及其生产方法
CN117467905A (zh) 一种1180MPa级冷轧连退淬火配分钢及其生产方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant