CN102181801A - 一种可焊性良好的细晶粒低合金结构钢板及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可焊性良好的细晶粒低合金结构钢板，同时，还涉及一种该钢板的生产方法。本发明的可焊性良好的细晶粒低合金结构钢板，由以下重量百分含量的化学成分组成：C0.12～0.15%，Si0.10～0.50%，Mn1.00～1.60%，P≤0.020%，S≤0.010%，Ni0.60～1.0%，Cr0.20～0.40%，Mo0.20～0.40%，Nb0.005～0.020%，Al0.015～0.05%，其余为Fe和不可避免的杂质。该钢板生产方法包括：电炉冶炼→LF/VD精炼→模铸→钢锭加热→轧板→水冷处理→热处理→合格钢板。本发明的钢板与国外产品相比，室温力学性能相当；晶粒度为7～8级、组织为全贝氏体、夹杂物小于1级，夹杂物含量低，钢质比较纯净，具有优良的综合力学性能；力学性能完全满足对145mm厚钢板的标准要求，具有良好的匹配性能。

Description

一种可焊性良好的细晶粒低合金结构钢板及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种可焊性良好的细晶粒低合金结构钢板，同时，还涉及一种该钢板的生产方法。

背景技术

长期以来，由于钢板厚度很厚、板面宽大，目前最厚达到145mm，钢厂生产设备和技术均受到较大限制，世界范围内特厚板生产厂家溃乏，进货渠道狭窄、交货周期长。由于国际钢铁市场的需求大增，资源十分紧缺，材料供应面临严重危机。不仅国内锅炉制造业特厚板的采购难度大、而且国外实物钢板的综合质量也有所下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可焊性良好的细晶粒低合金结构钢板。

同时，本发明的目的还在于提供了一种可焊性良好的细晶粒低合金结构钢板的生产方法，满足不同现场施工工艺条件的要求。

为了实现上述目的，本发明的技术方案采用了一种可焊性良好的细晶粒低合金结构钢板，由以下重量百分含量的化学成分组成：C 0.12～0.15%，Si 0.10～0.50%，Mn 1.00～1.60%，P≤0.020%，S≤0.010%，Ni 0.60～1.0%，Cr 0.20～0.40%，Mo 0.20～0.40%，Nb 0.005～0.020%，Al 0.015～0.050%，其余为Fe和不可避免的杂质。

本发明的可焊性良好的细晶粒低合金结构钢板的厚度为145mm。

同时，本发明的技术方案还采用了一种可焊性良好的细晶粒低合金结构钢板生产方法，包括以下步骤：

（1）冶炼工艺：[P]≤0.007%，随钢流加入2Kg/t的铝锭；钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，精炼炉座包吹氩后，在送电升温后加入渣料及脱氧剂，真空前加入Si-Ca块100Kg/炉，并喂Al线调整Al含量；真空处理66Pa，保持时间≥15min；

（2）浇铸工艺：保真空破坏后温度在1545～1555℃，然后采用27.6t扁锭模进行浇铸；

（3）加热工艺：采用低速烧钢，1000℃以下升温速度≤120℃/h，最高加热温度1240℃，保温1220℃；出钢前30min适当降温20℃；

（4）轧制工艺：采用II型控轧工艺，晾钢厚度≥180mm；第一阶段为奥氏体再结晶阶段，在950～1150℃之间，此阶段大多数道次压下量为8～25%，累计压下率≥70％，使奥氏体发生完全再结晶，以细化奥氏体晶粒；第二阶段为奥氏体非再结晶阶段，开轧温度≤950℃，终轧温度≤920℃，累计压下率≥50％；

（5）水冷工艺：经轧制后的钢板进行在线冷却，返红温度为700～750℃；钢板下线后堆垛缓冷24小时；

（6）热处理工艺：正火：920～940℃，保温系数1.6 min/mm ，水冷台架空冷；回火：640～660℃，保温系数2.5min/mm。

本发明的钢板中，C主要与其他元素形成碳化物，起组织强化和析出强化的作用，提高钢板强度；Mn主要起固溶强化和降低相变温度提高钢板强度的作用；Nb为有效通过控轧工艺实现钢板细晶强化，以提高钢板再结晶温度，加热固溶Nb阻止奥氏体晶粒长大，冷却时高温析出Nb的C、N化物；Ni主要作用是增大奥氏体的过冷度，从而细化组织，取得强化效果，另外还能增加钢的耐大气腐蚀能力，提高低温冲击韧性和降低冷脆转变温度；杂质元素P、S等含量下线不做限制，在工艺设备能力下尽可能降低，以达到钢质纯净、力学性能均匀的目的。本发明的交货状态为正火+回火，采用控轧+正火+回火工艺生产的145mm厚钢板经充分晶粒细化，其性能指标明显好于单独的正+回钢。本发明生产制造工序简单，可实现批量生产。

本发明的钢板具有以下优点：（1）与国外产品相比，室温力学性能相当；钢板性能更为均匀，心部和表面的性能差距不大；钢板的时效稳定性较好；（2）晶粒度为7～8级、组织为全贝氏体、夹杂物小于1级，夹杂物含量低，钢质比较纯净，具有优良的综合力学性能；（3）力学性能完全满足对145mm厚钢板的标准要求，具有良好的性能匹配。

附图说明

图1 实施例1的钢板金相检验结果。

具体实施方式

实施例1

本实施例一种可焊性良好的细晶粒低合金结构钢板的实际成分（按重量百分比）见表1。

本实施例的生产方法如下：（1）冶炼工艺：[P] ≤0.007%，出钢过程不得见渣，随钢流加入2Kg/t的铝锭；钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，精炼炉座包吹氩后，在送电升温后加入渣料及脱氧剂；真空前加入Si-Ca块100Kg/炉，并喂Al线调整Al含量；真空处理66Pa，保持时间15min；

（2）浇铸工艺：保真空破坏后温度在1550℃，然后采用27.6t扁锭模进行浇铸；

（3）加热工艺：采用低速烧钢，1000℃以下升温速度110℃/h，最高加热温度1240℃，保温1220℃；出钢前30min适当降温20℃；

（4）轧制工艺：采用II型控轧工艺，晾钢厚度≥180mm；第一阶段为奥氏体再结晶阶段，在950～1150℃之间，此阶段大多数道次压下量为10%，累计压下率75％，使奥氏体发生完全再结晶，以细化奥氏体晶粒；第二阶段为奥氏体非再结晶阶段，开轧温度950℃，终轧温度920℃，累计压下率50％；

（5）水冷工艺：经轧制后的钢板进行在线冷却，返红温度为750℃；钢板下线后堆垛缓冷24小时；

（6）热处理工艺：

正火：940℃，保温系数1.6 min/mm，水冷台架空冷；

回火：660℃，保温系数2.5min/mm。

表2实施例1的钢板室温（20℃）力学性能

表3实施例1的钢板高温横向力学性能

表4实施例1的钢板硬度值

表5实施例1的钢板金相检验结果

实施例2

本实施例一种可焊性良好的细晶粒低合金结构钢板的实际成分（按重量百分比）见表6。

表6实施例2的钢板化学成份

本实施例的生产方法如下：（1）冶炼工艺：[P] ≤ 0.006%，出钢过程不得见渣，随钢流加入2Kg/t的铝锭；钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，精炼炉座包吹氩后，在送电升温后加入渣料及脱氧剂；真空前加入Si-Ca块100Kg/炉，并喂Al线调整Al含量；真空处理66Pa，保持时间20min；

（2）浇铸工艺：保真空破坏后温度在1545℃，然后采用27.6t扁锭模进行浇铸；

（3）加热工艺：采用低速烧钢，1000℃以下升温速度110℃/h，最高加热温度1240℃，保温1220℃；出钢前30min适当降温20℃；

（4）轧制工艺：采用II型控轧工艺，晾钢厚度≥180mm；第一阶段为奥氏体再结晶阶段，在950～1150℃之间，此阶段大多数道次压下量为25%，累计压下率80％，使奥氏体发生完全再结晶，以细化奥氏体晶粒；第二阶段为奥氏体非再结晶阶段，开轧温度940℃，终轧温度910℃，累计压下率55％；

（5）水冷工艺：经轧制后的钢板进行在线冷却，返红温度为700℃；钢板下线后堆垛缓冷24小时；

（6）热处理工艺：

正火：930℃，保温系数1.6 min/mm，水冷台架空冷；

回火：650℃，保温系数2.5min/mm。

表7  实施例2的钢板室温（20℃）力学性能

表8 实施例2的钢板高温横向力学性能

表9实施例2的钢板硬度值

表10 实施例2的钢板金相检验结果

Claims (3)

1.一种可焊性良好的细晶粒低合金结构钢板，其特征在于，由以下重量百分含量的化学成分组成：C 0.12～0.15%，Si 0.10～0.50%，Mn 1.00～1.60%，P≤0.020%，S≤0.010%，Ni 0.60～1.0%，Cr 0.20～0.40%，Mo 0.20～0.40%，Nb 0.005～0.020%，Al 0.015～0.050%，其余为Fe和不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的可焊性良好的细晶粒低合金结构钢板，其特征在于，该钢板的厚度为145mm。

3.一种如权利要求1所述的可焊性良好的细晶粒低合金结构钢板的生产方法，其特征在于，包括：电炉冶炼→LF/VD精炼→模铸→钢锭加热→轧板→水冷处理→热处理→合格钢板，具体步骤如下所述：

（1）冶炼工艺：[P]≤0.007%，随钢流加入2kg/t的铝锭，钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，精炼炉座包吹氩后，在送电升温后加入渣料及脱氧剂，真空前加入Si-Ca块100Kg/炉，并喂Al线调整Al含量；真空处理66Pa，保持时间≥15min；

（2）浇铸工艺：保真空破坏后温度在1545～1555℃，然后采用27.6t扁锭模进行浇铸；

（3）加热工艺：采用低速烧钢，1000℃以下升温速度≤120℃/h，最高加热温度1240℃，保温1220℃；出钢前30min适当降温20℃；

（4）轧制工艺：采用II型控轧工艺，晾钢厚度≥180mm；第一阶段为奥氏体再结晶阶段，在950～1150℃之间，此阶段大多数道次压下量为8～25%，累计压下率≥70％，使奥氏体发生完全再结晶，以细化奥氏体晶粒；第二阶段为奥氏体非再结晶阶段，开轧温度≤950℃，终轧温度≤920℃，累计压下率≥50％；

（5）水冷工艺：经轧制后的钢板进行在线冷却，返红温度为700～750℃；钢板下线后堆垛缓冷24小时；

（6）热处理工艺：正火：920～940℃，保温系数1.6 min/mm ，水冷台架空冷；回火：640～660℃，保温系数2.5min/mm。

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