CN101956135B

CN101956135B - 一种中碳合金高强度调质钢板及其生产方法

Info

Publication number: CN101956135B
Application number: CN 201010289115
Authority: CN
Inventors: 王新; 谢良法; 赵文忠; 李经涛; 韦明; 李建立; 张俊凯; 吴涛; 张亚丽; 张仪杰
Original assignee: Wuyang Iron and Steel Co Ltd; Hebei Iron and Steel Group Co Ltd
Current assignee: Wuyang Iron and Steel Co Ltd; Hebei Iron and Steel Group Co Ltd
Priority date: 2010-09-23
Filing date: 2010-09-23
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2030-09-23
Also published as: CN101956135A

Abstract

本发明公开了一种中碳合金高强度调质钢板，是由以下重量百分比的组分组成：C：0.38-0.45%，Si≤0.35%，Mn:0.60-0.90%，P≤0.035%，S≤0.025%，Mo：0.15-0.25%，Cr：0.90-1.20%，余量的为Fe和不可避免的杂质。经检测本发明的钢板的力学性能达到下列要求：①Re≥650MPa，Rm≥900MPa-1100MPa，A≥12%，Z≥50%，20℃AKV≥35J，表面硬度270HB-330HB；②Rp0.2≥550MPa，Rm≥800MPa-1100MPa，A≥12%，Z≥50%，20℃AKV≥35J，表面硬度270HB-330HB。

Description

一种中碳合金高强度调质钢板及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种中碳合金高强度调质钢板，同时涉及一种该钢板的生产方法，属于钢铁技术领域。

背景技术

随着工程机械的大型化、轻量化，工程机械用钢的强度级别也逐步提高，并且高强度级别钢的用量也越来越大。为了适应市场需求，急待开发高强度、高硬度、耐磨性能好、延伸好、断面收缩率高、冲击性能良好的高强度调质结构钢板。

从国外进口钢价格普遍很高，而且交货周期也长。而国内某些钢铁厂家生产该级别的钢板，但由于规格范围较窄，无法满足日益增长的厚板市场需求。

随着我国经济建设的迅猛发展，市场对大单重、大厚度钢板的需求日益增大，特别是工程机械、建筑机械及矿山机械等行业，为降低制造成本，纷纷选用国产铸件和少量的钢板。由于国内大厚度、大单重钢力学性能如屈服强度、抗拉强度、延伸率不佳，而且生产的成本较高，致使国内大厚度、大单重结构钢板不能满足市场需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种力学性能好，合金含量低的，板幅较宽的中碳合金高强度调质钢板，以降低钢板的成本，提高合金材料的利用率。

为了实现以上目的，本发明中碳合金高强度调质钢板所采用的技术方案是：一种中碳合金高强度调质钢板，是由以下重量百分比的组分组成：C：0.38-0.45%，Si≤0.35%，Mn:0.60-0.90%，P≤0.035%，S≤0.025%，Mo：0.15-0.25%，Cr：0.90-1.20%，余量的为Fe和不可避免的杂质。

所述钢板的厚度为21-100mm。

所述碳当量为0.69-0.89%。

本发明的目的还在于提供中碳合金高强度调质钢板的生产方法。

本发明中碳合金高强度调质钢板的生产方法所采用的技术方案是：一种中碳合金高强度调质钢板的生产方法，其步骤如下：

1）冶炼：将钢水进行冶炼，真空脱碳，使C含量为0.38-0.45%；然后送入LF精炼炉内进行精炼，脱氧处理，调整钢水中各组分的含量，使其组分满足以下重量百分比：Si≤0.35%，Mn:0.60-0.90%，P≤0.035%，S≤0.025%，Mo：0.15-0.25%，Cr：0.90-1.20%；

2）浇铸：将钢水进行浇铸，浇铸温度为1530-1540℃，得到铸坯；

3）加热：将铸坯进行加热处理，加热速度为60-100℃/h，加热温度为1200-1270℃，保温时间为10-12 min /cm；

4）轧制：分为两个阶段进行轧制，第一阶段的轧制温度为高于950～1100℃，轧制至厚于最终钢板厚度50-100mm；第二阶段轧制温度为840-950℃，轧制至目标厚度；

5）调质处理：将轧制后的铸坯进行淬火处理，淬火温度为850-880℃，水冷；在进行回火处理，回火温度为550-640℃，保温时间为3-4.5min/mm，得到中碳合金高强度调质钢板。

步骤4）所述轧制的单道次下压率为10-20%。

步骤2）所述浇铸采用连铸方法，拉坯速率为0.75-0.85mm/min。

本发明的中碳合金高强度调质结构钢采用Cr-Mo系微合金元素复合强化，经过合理的热处理工艺，获得良好的强韧性匹配。本发明中碳含量在0.38%-0.45%，碳对模具钢的硬度影响很大，是钢的主要强化元素；Si含量在≤0.35，Si主要以固溶强化形式提高钢的强度，但不可含量过高，以免降低钢的韧性；Mn含量选择在0.60%-0.90%，Mn主要起固溶强化和降低相变温度提高钢板强度的作用，Mn能显著提高钢的淬透性，随Mn含量的增加，钢板的塑性和低温冲击韧性略有下降，强度显著提高；Cr含量在0.90% -1.20%之间，Cr能增加奥氏体过冷能力，降低马氏体和贝氏体的转变温度，促进马氏体的形成；Mo含量0.15%-0.25%之间， Cr、Mo含量低于国外同类钢种，既满足钢板硬度性能需求，调质高强钢中，P、S含量偏高影响钢板的冲击韧性。又起到节约合金，降低成本的作用；P、S为杂质元素，尽量降低钢板中P、S的含量，选择P≤0.035%、S≤0.025%，

本发明的生产方法，P、S含量低，钢质纯净；减少了贵重金属的用量，降低了钢板的成本；采用II型控轧工艺，解决了轧机轧制压力不足而造成的晶粒粗大不均、冲击韧性减低现象，适合其它钢厂低轧制压力轧机生产高强钢；规格范围广，厚度为21mm -100mm，用于代替进口产品，填补国内市场空白，满足国内、外工程机械行业不断增长用量的需求。

经检测本发明的钢板的力学性能达到下列要求：①Re≥650MPa，Rm≥900MPa -1100MPa，A≥12%，Z≥50%，20℃AKV≥35J，表面硬度270HB-330HB；②Rp0.2≥550MPa，Rm≥800 MPa -1100MPa，A≥12%，Z≥50%，20℃AKV≥35J，表面硬度270HB-330HB。

具体实施方式

实施例1

本实施例的中碳合金高强度调质钢板，是由以下重量百分比的组分组成：C：0.38%、Si：0.28%、Mn：0.73%、P：0.007%、S：0.001 %、Mo：0.18%、Cr：1.03%，余量为Fe及不可避免的夹杂。Ceq为0.75%，300mm*2300 mm连铸坯轧成21mm*2350 mm钢板。

本实施例的中碳合金高强度调质钢板的生产方法，步骤如下：

1）冶炼：将钢水进行冶炼，真空脱碳，使C含量为0.38%；然后送入LF精炼炉内进行精炼，脱氧处理，调整钢水中各组分的含量，使其组分满足以下重量百分比：Si：0.28%、Mn：0.73%、P：0.007%、S：0.001 %、Mo：0.18%、Cr：1.03%；

2）浇铸：采用连铸工艺对钢水进行浇铸，浇铸温度为1530℃，拉坯速率为0.80m/min，得到铸坯；

3）加热：将铸坯进行加热处理，加热速度为80℃/h，加热温度为1240℃，保温时间为10 min / cm；

4）轧制：分为两个阶段进行轧制，第一阶段的轧制温度为高于1050℃，轧制至厚于最终钢板厚度80mm；第二阶段轧制温度为840℃，轧制至目标厚度；两阶段轧制的单道次下压率为10-12%；

5）调质处理：将轧制后的铸坯进行淬火处理，淬火温度为850℃，水冷；在进行回火处理，回火温度为640℃，保温时间为3min/mm，得到中碳合金高强度调质钢板。

本实施例的钢板探伤GB/T2970 Ⅱ级合格。其力学性能：屈服强度890MPa，抗拉强度1010MPa，A为16%，断面收缩率57%，+20℃冲击功AKV（纵向）139 J、121 J、125J，-30℃冲击功AKV（纵向）87 J、78 J、78J，表面硬度300HB。

实施例2

本实施例的中碳合金高强度调质钢板，是由以下重量百分比的组分组成：C：0.45%、Si：0.30%、Mn：0.90%、P：0.008%、S：0.002%、Mo：0.15%、Cr：0.90%，余量为Fe及不可避免的夹杂。Ceq为0.81%，300mm*2300 mm连铸坯轧成40mm*2350 mm钢板。

1）冶炼：将钢水进行冶炼，真空脱碳，使C含量为0.45%；然后送入LF精炼炉内进行精炼，脱氧处理，调整钢水中各组分的含量，使其组分满足以下重量百分比：Si：0.30%、Mn：0.90%、P：0.008%、S：0.002%、Mo：0.15%、Cr：0.90%；

2）浇铸：采用连铸工艺对钢水进行浇铸，浇铸温度为1540℃，拉坯速率为0.75m/min；

3）加热：将铸坯进行加热处理，加热速度为60℃/h，加热温度为1200℃，保温时间为11min/cm；

4）轧制：分为两个阶段进行轧制，第一阶段的轧制温度为高于1100℃，轧制至厚于最终钢板厚度50mm；第二阶段轧制温度为950℃，轧制至目标厚度；两阶段轧制的单道次下压率为14-16%；

5）调质处理：将轧制后的铸坯进行淬火处理，淬火温度为865℃，水冷；在进行回火处理，回火温度为550℃，保温时间为4min/mm，得到中碳合金高强度调质钢板。

本实施例的钢板探伤GB/T2970 Ⅱ级合，其力学性能：屈服强度930MPa，抗拉强度1020MPa，A为16.5%，断面收缩率60%，+20℃冲击功AKV（纵向）124 J、103 J、197J，-30℃冲击功AKV（纵向）54 J、88 J、87J，表面硬度307HB。

实施例3

本实施例的中碳合金高强度调质钢板，是由以下重量百分比的组分组成：C：0.42%、Si：0.29%、Mn：0.60%、P：0.006%、S：0.002%、Mo：0.25%、Cr：1.20%，余量为Fe及不可避免的夹杂。Ceq为0.81%，300mm*2300 mm连铸坯轧成100mm*2350 mm钢板。

2）浇铸：采用连铸工艺对钢水进行浇铸，浇铸温度为1535℃，拉坯速率为0.85m/min；

3）加热：将铸坯进行加热处理，加热速度为100℃/h，加热温度为1270℃，保温时间为12min/cm；

4）轧制：分为两个阶段进行轧制，第一阶段的轧制温度为高于950℃，轧制至厚于最终钢板厚度100mm；第二阶段轧制温度为900℃，轧制至目标厚度；两阶段轧制的单道次下压率为18-20%；

5）调质处理：将轧制后的铸坯进行淬火处理，淬火温度为880℃，水冷；在进行回火处理，回火温度为600℃，保温时间为4.5min/mm，得到中碳合金高强度调质钢板。

本实施例的钢板探伤GB/T2970 Ⅱ级合，其力学性能：屈服强度950MPa，抗拉强度1100MPa，A为17%，断面收缩率62%，+20℃冲击功AKV（纵向）134 J、123 J、204J，-30℃冲击功AKV（纵向）55 J、84 J、86J，表面硬度324HB。

Claims

1.一种中碳合金高强度调质钢板的生产方法，其特征在于：其步骤如下：

3）加热：将铸坯进行加热处理，加热速度为60-100℃/h，加热温度为1200-1270℃，保温时间与钢板厚度的关系系数为10-12 min /cm；

4）轧制：分为两个阶段进行轧制，第一阶段的轧制温度为高于950℃，轧制至厚于最终钢板厚度50mm；第二阶段轧制温度为840-950℃，轧制至目标厚度；

5）调质处理：将轧制后的铸坯进行淬火处理，淬火温度为850-880℃，水冷；在进行回火处理，回火温度为550-640℃，保温时间与钢板厚度的关系系数为3-4.5min/mm，得到中碳合金高强度调质钢板。

2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：步骤4）所述轧制的单道次下压率为10-20%。

3.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：步骤2）所述浇铸采用连铸方法，拉坯速率为0.75-0.85mm/min。

4.一种采用如权利要求1所述制备方法制得的中碳合金高强度调质钢板。

5.根据权利要求4所述的中碳合金高强度调质钢板，其特征在于：所述钢板的厚度为21-100mm。

6.根据权利要求4或5所述的中碳合金高强度调质钢板，其特征在于：所述碳当量为0.69-0.89%。