CN101613828A - 屈服强度460MPa级低屈强比建筑用特厚钢板及制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种屈服强度460MPa级低屈强比建筑用特厚钢板及制造方法，属于低合金高强度建筑用钢技术领域。钢板成分重量百分比为：C 0.14～0.18％，Si 0.35－0.45％，Mn 1.40～1.50％，Nb 0.025～0.035，V 0.040～0.050，Ti 0.010～0.020，P＜0.020％，S＜0.008％，其余为铁Fe。轧制工艺：加热温度1220～1250℃，出炉温度1200～1230℃，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。热处理工艺：连铸坯经过控轧控冷后得到≥80mm厚钢板，加热到两相区温度800～850℃，保温10～20分钟，保温后采用水冷淬火，控制终冷温度≤100℃；淬火后的钢板进行450～600℃回火处理，最终获得低屈强比高强度建筑用钢板。钢板不仅具有优良的综合力学性能，而且降低了成本，减少了资源浪费。
Description
技术领域
本发明属于低合金高强度建筑用钢技术领域，特别是涉及一种屈服强度460MPa级低屈强比建筑用特厚钢板及制造方法，钢板牌号Q460GJ，采用复合微合金化、两相区淬火+回火热处理，实现生产厚度规格≥80mm的低屈强比高强度建筑用特厚钢板Q460GJ。
背景技术
随着我国国民经济的快速发展，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。以前普遍采用的Q345MPa级钢板，已不能满足钢结构建筑的发展需要，刚刚建设完成的央视主楼、国家游泳中心、国家体育场，其部分构件已开始采用强度更高的Q420及Q460级别钢板，预计今后国内外大量使用的将是高性能的Q420、Q460以及更高级别的钢种。本发明采用两相区淬火+回火热处理工艺，生产出符合GB/T19879-2005性能要求的低屈强比Q460GJ特厚板(≥80mm)，不仅具有较高的安全性，而且不添加Cu、Ni、Mo等对我国来说稀缺的贵重合金元素，减少了资源浪费，增加钢材的可回收性，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屈服强度460MPa级低屈强比建筑用特厚钢板及制造方法，厚度规格≥80mm，屈服强度为460MPa级低屈强比建筑用特厚钢板及其制造方法。在460MPa级结构钢的基本成分基础上，优化成分设计，使用连铸坯，通过控轧控冷的轧制工艺和两相区淬火+回火热处理工艺来制备厚度规格≥80mm的低屈强比Q460GJ钢板。钢板的屈服强度达到440MPa以上，抗拉强度达到550MPa以上，屈强比＜0.72，延伸率在25％以上，-20℃冲击功AKv≥100J，厚度方向断面收缩率达到45％以上。钢板具有优良的焊接性能，其碳当量CE％在0.40～0.45之间。
本发明提供的≥80mm的Q460GJ高强度建筑用特厚板，其化学成分(重量％)为：C 0.14～0.18％，Si 0.35-0.45％，Mn 1.40～1.50％，Nb 0.025～0.035，V 0.040～0.050，Ti 0.010～0.020，P＜0.020％，S＜0.008％，其余为铁Fe。
本发明高性能建筑用钢板的C、Si、Mn含量与其它Q460级别热处理钢基本一致，适当添加了Nb、V和Ti微合金化元素，利用合理的控轧控冷工艺和热处理工艺，充分发挥微合金化元素的晶粒细化和沉淀强化作用，提高钢板的强度和韧性；不添加Cu、Ni、Mo等贵重合金元素，降低了成本，减少了资源浪费；同时为了确保钢板的低温冲击韧性，在炼钢过程中严格控制硫、磷含量，提高钢水的纯净度，减少夹杂物的尺寸和数量。
本发明对≥80mmQ460GJ低屈强比高强度建筑用特厚钢板提供了一种新的控制轧制和热处理工艺制度，即：
1、轧制工艺：加热温度1220～1250℃，出炉温度设在1200～1230℃，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。奥氏体再结晶区轧制终轧温度设为1050～980℃，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850～800℃，终轧温度820～780℃。轧后采用层流冷却，终冷温度680～650℃，冷却速率10～8℃/s。
2、热处理工艺：连铸坯经过控轧控冷后得到≥80mm厚钢板，加热到两相区温度800～850℃，保温10～20分钟，其特征在于保温后采用水冷淬火；控制终冷温度≤100℃；淬火后的钢板再次加热到450～600℃进行回火处理，最终获得低屈强比高强度建筑用钢板。钢板的屈服强度达到440MPa以上，抗拉强度达到550MPa以上，屈强比＜0.72，延伸率在25％以上，-20℃冲击功AKv≥100J，厚度方向断面收缩率达到45％以上；钢板具有优良的焊接性能，其碳当量CE％在0.40～0.45之间。
本发明钢板与同强度级别的建筑用特厚板相比具有如下特点：
1)本发明在少添加Nb、V、Ti微合金元素，不添加Cu、Ni、Mo等贵重合金元素的情况下实现了≥80mm Q460GJ厚板的生产，降低了成本，减少了资源浪费；
2)本发明通过两阶段控轧轧制，充分细化和拉长奥氏体晶粒，钢板轧后得到比较均匀细小的铁素体和珠光体组织，为钢板的热处理做好了组织上的准备。
3)两相区淬火获得的均匀细小的贝氏体组织经回火后，具有较高的屈服强度和抗拉强度，对于控制材料的高屈服强度，高抗拉强度提供了有力的保证。同时，组织中含有的均匀细小的铁素体，可以有效的降低屈服强度，降低屈强比，材料在拉伸过程时的应力应变曲线具有明显的屈服平台，改善加工硬化能力，使材料在提高强度的同时，还具有良好的安全性能和成型性，低温冲击韧性。
基于上述发明结构的化学成分合理选配及工艺条件的完善，使本发明高性能建筑用钢的综合性能均达到GB/T19879-2005的标准要求，具有优良的综合力学性能，焊接性能优良，具有广阔的发展前景。
附图说明
图1为实施例钢板表面位置的金相组织。
图2为实施例钢板四分之一厚度处位置的金相组织。
图3为实施例钢板板钢板心部位置的金相组织。
具体实施方式
化学成分、热处理工艺参数和力学性能情况分别见表1～4。
表1化学成分(wt％)
表2热处理工艺参数
表3力学性能
表4力学性能(续)
Claims (2)
1、一种屈服强度460MPa级低屈强比建筑用特厚钢板，厚度规格≥80mm，其特征在于，钢板化学成分重量百分比为：C 0.14～0.18％，Si0.35-0.45％，Mn 1.40～1.50％，Nb 0.025～0.035，V 0.040～0.050，Ti 0.010～0.020，P＜0.020％，S＜0.008％，其余为铁Fe。
2、一种制造权利要求1所述钢板的方法，其特征在于：
(1)轧制工艺：连铸坯加热温度1220～1250℃，出炉温度1200～1230℃，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；奥氏体再结晶区轧制终轧温度为1050～980℃，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850～800℃，终轧温度820～780℃；轧后采用层流冷却，终冷温度680～650℃，冷却速率10～8℃/s；
(2)热处理工艺：连铸坯经过控轧控冷后得到≥80mm厚钢板，加热到两相区温度800～850℃，保温10～20分钟，保温后采用水冷淬火，控制终冷温度≤100℃；淬火后的钢板再次加热到450～600℃进行回火处理，获得最终钢板；
钢板的屈服强度达到440MPa以上，抗拉强度达到550MPa以上，屈强比＜0.72，延伸率在25％以上，-20℃冲击功AKv≥100J，厚度方向断面收缩率达到45％以上；钢板具有优良的焊接性能，其碳当量CE％在0.40～0.45之间。
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