CN101348879A - 一种100mm低合金高强度特厚钢板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种100mm低合金高强度特厚钢板及其制造方法，属于特厚钢板轧制工艺的技术领域。成分重量百分比为：C 0.14～0.17％，Si0.30－0.36％，Mn 1.35～1.47％，P＜0.01％，S＜0.015％，其余为Fe，轧制工艺为：加热温度1180～1220℃，出炉温度设在1100～1150℃，加热速度控制在0.8～0.9mm/min。奥氏体再结晶区轧制终轧温度设为1030～1000℃，粗轧成1.5～2.0倍成品厚度的中间坯，每道次压下率为12～ 15％；奥氏体未再结晶区开轧温度为820～780℃，终轧温度为790～750℃。轧后采用层流冷却，终冷温度670～630℃，冷却速率13～8℃/s。优点在于，特厚钢板具有良好的综合力学性能，并且，大幅度节省能源，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明属于特厚钢板轧制工艺的技术领域，特别涉及一种100mm低合金高强度特厚钢板及其制造方法，钢板牌号Q345，无微合金化、非热处理，用于代替热处理微合金化Q345特厚板。
背景技术
随着我国国民经济的快速发展，机械和建筑用厚钢板的市场需求量越来越大，对于钢板厚度规格要求不断增加，性能要求不断提高。国内已有工厂利用厚板轧机生产Q345 100mm特厚板的先例。但是在成分设计上采用微合金化，轧制后需进行热处理工序，生产成本高，降低市场的竞争力。如能使其在不添加合金元素、轧后非热处理的情况下生产出符合GB/T1591-94性能要求的100mmQ345特厚板，用以代替微合金化+轧后热处理特厚板的生产，不仅具有巨大的经济效益，而且增加了钢材的可回收性，对于我国经济的可持续发展具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种100mm低合金高强度特厚钢板及其制造方法，利用连铸坯，在宽厚板轧机上采用控制轧制控制冷却的方法生产出符合GB/T1591-94性能要求的Q345高强度低合金特厚板，提高生产效率，扩大生产规模。
本发明是以我国现有Q345钢为基本成分，通过成分微调和控轧控冷技术，生产屈服强度在275MPa以上，抗拉强度在470MPa以上，延伸率在24％以上，同时具有良好使用性能的厚度规格100mm高强度低合金特厚钢板，省去轧后的热处理环节，并未添加Nb、V、Ti等微合金化元素，节省资源、节约能源，符合国家的环保节能理念。
本发明提供Q345高强度低合金特厚板，其化学成分(重量％)为：C 0.14～0.17％，Si 0.30-0.36％，Mn 1.35～1.47％，P＜0.01％，S＜0.015％，其余为铁Fe。
本发明的化学成分设计依据是：
C含量控制在0.14～0.17％是为了在保证强度的同时，避免C含量提高对塑性、韧性以及焊接性的损害；Si元素易偏聚于晶界，降低晶界表面能，产生沿晶断裂，同时降低脆断应力，故按中下限控制；Mn含量控制在1.35～1.47％，是为了适当扩大奥氏体未再结晶的范围，以充分利用奥氏体未再结晶控制轧制和轧后控制冷却，提高钢板强度；严格控制硫、磷含量，提高钢水的纯净度。
本发明对Q345低合金高强度厚度规格100mm特厚钢板提供了一种新的控制轧制工艺制度，即：
1、轧制工艺：加热温度1180～1220℃，出炉温度设在1100～1150℃，加热速度控制在0.8～0.9mm/min，轧制工艺采用奥氏体再结晶区和奥氏体未再结晶区两阶段控制轧制，轧制方式采用多块套轧。奥氏体再结晶区轧制终轧温度设为1030～1000℃，粗轧成1.5～2.0倍成品厚度的中间坯，每道次压下率为12～15％；奥氏体未再结晶区开轧温度为820～780℃，终轧温度790～750℃。
2、轧后冷却工艺：采用层流冷却，终冷温度670～630℃，冷却速率13～8℃/s。
所述的多块套轧即多块钢轧制技术。多块钢轧制技术代表着国内最先进的厚板轧制工艺技术水平，其最大优点是可以利用厚板轧制过程中控轧控冷的时间间隙进行另外一至五块板坯的轧制，最多可有六块钢板同时进行轧制。多块钢轧制使轧制设备和待温时间的利用效率大幅提高，极大地节约了成本，降低了能耗，也满足了低温控轧钢种的轧制要求。
采用该TMCP工艺的依据是：
成分中未添加Nb等高温难溶元素，加热温度无需过高；高温区奥氏体再结晶控制轧制，为避免晶粒过分粗大和混晶，道次压下率控制在12％以上，通过反复轧制反复再结晶来细化奥氏体晶粒；低温未再结晶区轧制时，充分利用道次间的形变累积效应和形变奥氏体晶内缺陷诱发的强制相变机制。
本发明特厚板与同强度级别的低合金高强度特厚板相比具有如下优点：
1)本发明特厚板适当提高碳锰含量，不添加其它合金元素，大大降低了生产成本。
2)本发明特厚板轧后省去热处理工序，节省能源，加快了生产节奏，可以产生很大的经济效益。
3)本发明特厚板的综合性能：屈服强度σs300-340MPa，抗拉强度σb485-535MPa，断后伸长率δ5≥24％，0℃冲击功AKv≥50J，冷弯性能合格。
附图说明
图1为实施例钢板表面位置的金相组织。
图2为实施例特厚板四分之一厚度处位置的金相组织。
图3为实施例特厚板钢板心部位置的金相组织。
具体实施方式
根据本发明Q345特厚板的化学成分范围，在100吨转炉上冶炼，并连铸成250mm×2400mm×L的连铸坯，在首秦宽厚板生产线上进行轧制。化学成分如表1所示，TMCP工艺如表2所示，机械性能如表3所示，金相组织如图1所示
表1实例特厚板的化学成分(重量，％)
表2TMCP工艺制度
表3力学性能检验结果
Claims (4)
1、一种100mm低合金高强度特厚钢板，其特征在于，钢板化学成分重量百分比为：C 0.14～0.17％，Si 0.30-0.36％，Mn1.35～1.47％，P＜0.01％，S＜0.015％，其余为Fe。
2、一种制造权利要求1所述的特厚钢板的方法，其特征在于，控制轧制工艺为：
(1)轧制工艺：加热温度1180～1220℃，出炉温度在1100～1150℃，加热速度控制在0.8～0.9mm/min，轧制工艺采用奥氏体再结晶区和奥氏体未再结晶区两阶段控制轧制，轧制方式采用多块套轧；奥氏体再结晶区轧制终轧温度设为1030～1000℃，粗轧成1.5～2.0倍成品厚度的中间坯，每道次压下率为12～15％；奥氏体未再结晶区开轧温度为820～780℃，终轧温度790～750℃。
(2)轧后冷却工艺：采用层流冷却，终冷温度670～630℃，冷却速率13～8℃/s。
3、按照权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的多块钢轧制是利用厚板轧制过程中控轧控冷的时间间隙进行另外一至五块板坯的轧制，最多有六块钢板同时进行轧制。
4、按照权利要求2所述的方法，其特征在于，所述钢板化学成分重量百分比为：C 0.14～0.17％，Si 0.30-0.36％，Mn 1.35～1.47％，P＜0.01％，S＜0.015％，其余为Fe。
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