发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足,提供一种高性能特厚钢板的制造方法,使其不仅能生产出高性能的特厚专用钢板,与现有的生产方法比较起来,还可以有效降低热处理成本和合金成本。
本发明提供的一种高性能特厚钢板的制造方法,所述钢板按照质量百分比成分如下:C为0.14%、Si为0.31%、Mn为1.45%、P为0.02%、S为0.003%、Nb+V+Ti为0.020%,余量为Fe,工艺步骤如下:
(1)在冶炼工艺中,采用含碳当量控制在0.41%~0.43%之间的冶炼工艺;
(2)在冶炼工艺中,采用Nb、V、Ti微合金化,钢包炉精炼后进行真空处理;
(3)在冶炼工艺中,采用动态轻压下技术直弧型连铸机浇注板坯;
(4)在冶炼工艺中,控制钢坯内部A、B、C、D类夹杂物总量不超过1.5级,其中不出现A、B两类夹杂,气体含量控制为:O≤30ppm、N≤40ppm、H≤2ppm;
(5)在轧制工艺中,加热温度控制在1180℃~1240℃;在轧机上进行两阶段控制轧制,第一阶段开轧温度1130℃~1180℃,终轧温度1050℃~1120℃,第二阶段开轧温度840℃~880℃,终轧温度810℃~850℃;
(6)在轧后冷却工艺中,加速冷却,终冷温度控制在600℃~640℃之间;冷却速率3~8℃/s。
在上述技术方案中,Nb、V、Ti微合金化后,Nb、V和Ti总的含量≤0.040%。
在上述技术方案中,采用动态轻压下技术直弧型连铸机浇注板坯时,所述板坯为300mm断面铸坯。
在上述技术方案中,在轧制工艺中,将板坯加热时,加热速率为8℃/mm~11℃/mm;在轧机上进行两阶段控制轧制时,第一阶段轧制工艺采用奥氏体再结晶轧制工艺,轧制4~6道次,一阶段道次总压下率40%~60%,中间坯厚度1.4~1.5倍成品厚度,第二阶段轧制工艺采用奥氏体未再结晶区轧制工艺,轧制5~7道次,二阶段道次总压下率50%~70%。
在上述技术方案中,在轧后冷却工艺中,加速冷却过程时,上下水比控制在1.2~1.35之间。
在上述技术方案中,在冶炼工艺中,采用含碳当量控制为0.42%的冶炼工艺。
在上述技术方案中,Nb、V、Ti微合金化后,Nb、V和Ti总的含量为0.020%。
在上述技术方案中,在冶炼工艺中,钢坯内部气体含量控制为:O为23ppm、N为29ppm、H为1.3ppm。
在上述技术方案中,在轧制工艺中,将板坯加热时,加热温度控制在1210℃,加热速率9℃/mm;在轧机上进行两阶段控制轧制时,第一阶段轧制工艺开轧温度1155℃,终轧温度1085℃,轧制5道次,一阶段道次总压下率50%,中间坯厚度1.45倍成品厚度,第二阶段轧制工艺开轧温度860℃,终轧温度830℃,轧制6道次,二阶段道次总压下率60%。
在上述技术方案中,在轧后冷却工艺中,加速冷却过程时,上下水比控制在1.3;终冷温度控制在620℃;冷却速率5℃/s。
本发明的高性能特厚钢板的制造方法,具有以下有益效果:采用本发明不仅可以生产出高性能的特厚专用钢板,在Q345钢的基础上调整成分进行特厚板轧制可以大大降低生产成本,与现有的生产方法比较,本发明可以有效降低热处理成本和合金成本。其中,厚度规格90~100mm高性能特厚钢板的屈服强度≥380MPa,抗拉强度≥520MPa,延伸率≥20%,-20℃冲击功≥150J,具有良好的使用性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述,但该实施例不应理解为对本发明的限制。
实施例1
本发明的一种高性能特厚钢板的制造方法,所述钢板按照质量百分比成分如下:C为0.14%、Si为0.31%、Mn为1.45%、P为0.02%、S为0.003%、Nb+V+Ti为0.020%,余量为Fe,工艺步骤如下:
(1)在冶炼工艺中,采用含碳当量控制为0.41%的冶炼工艺;
(2)在冶炼工艺中,采用Nb、V、Ti微合金化,其中,Nb、V、Ti微合金化后,Nb、V和Ti总的含量为0.020%,钢包炉精炼后进行真空处理;
(3)在冶炼工艺中,采用动态轻压下技术直弧型连铸机浇注板坯,在本实施例中,所述板坯为300mm断面铸坯;
(4)在冶炼工艺中,控制钢坯内部A、B、C、D类夹杂物总量不超过1.5级,其中不出现A、B两类夹杂,气体含量控制为:O为23ppm、N为29ppm、H为1.3ppm;
(5)在轧制工艺中,加热温度控制在1180℃,加热速率8℃/mm;在轧机上进行两阶段控制轧制,在本实施例中,两阶段控制轧制是在4300mm轧机上进行。第一阶段轧制工艺采用奥氏体再结晶轧制工艺,开轧温度1130℃,终轧温度1050℃,轧制4道次,一阶段道次总压下率40%,中间坯厚度1.4倍成品厚度,第二阶段轧制工艺采用奥氏体未再结晶区轧制工艺,开轧温度840℃,终轧温度810℃,轧制5道次,二阶段道次总压下率50%;
(6)在轧后冷却工艺中,加速冷却,上下水比控制在1.2;终冷温度控制在600℃;冷却速率3℃/s。
根据Q420高性能特厚钢板的化学成分范围,先在130t转炉冶炼,随后浇注成300mm×2000mm×L的连铸坯,再在4300mm宽厚板生产线上进行轧制而成。
Q420高性能特厚钢板和普通Q345钢板的化学成分对比、铸坯内部质量对比和力学性能对比分别如表1、表2和表3所示:
表1高性能特厚板和普通钢板的化学成分对比(质量百分比,%)
表2高性能特厚板和普通钢板铸坯内部夹杂物及气体含量对比
表3高性能特厚板和普通钢板力学性能检验结果对比
从上表可以看出,与现有的Q345普通钢板比较,本发明厚度规格为90~100mm的Q420高性能特厚钢板的屈服强度≥380MPa,抗拉强度≥520MPa,延伸率≥20%,-20℃冲击功≥150J,具有良好的使用性能。
实施例2
本发明的一种高性能特厚钢板的制造方法,所述钢板按照质量百分比成分如下:C为0.14%、Si为0.31%、Mn为1.45%、P为0.02%、S为0.003%、Nb+V+Ti为0.020%,余量为Fe,工艺步骤如下:
(1)在冶炼工艺中,采用含碳当量控制为0.42%的冶炼工艺;
(2)在冶炼工艺中,采用Nb、V、Ti微合金化,其中,Nb、V、Ti微合金化后,Nb、V和Ti总的含量为0.020%,钢包炉精炼后进行真空处理;
(3)在冶炼工艺中,采用动态轻压下技术直弧型连铸机浇注板坯,在本实施例中,所述板坯为300mm断面铸坯;
(4)在冶炼工艺中,控制钢坯内部A、B、C、D类夹杂物总量不超过1.5级,其中不允许出现A、B两类夹杂,气体含量控制为:O为23ppm、N为29ppm、H为1.3ppm;
(5)在轧制工艺中,加热温度控制在1210℃,加热速率9℃/mm;在轧机上进行两阶段控制轧制,在本实施例中,两阶段控制轧制是在4300mm轧机上进行。第一阶段轧制工艺采用奥氏体再结晶轧制工艺,开轧温度1155℃,终轧温度1085℃,轧制5道次,一阶段道次总压下率50%,中间坯厚度1.45倍成品厚度,第二阶段轧制工艺采用奥氏体未再结晶区轧制工艺,开轧温度860℃,终轧温度830℃,轧制6道次,二阶段道次总压下率60%;
(6)在轧后冷却工艺中,加速冷却,上下水比控制在1.3;终冷温度控制在620℃;冷却速率5℃/s。
根据Q420高性能特厚钢板的化学成分范围,先在130t转炉冶炼,随后浇注成300mm×2000mm×L的连铸坯,再在4300mm宽厚板生产线上进行轧制而成。
Q420高性能特厚钢板和普通Q345钢板的化学成分对比、铸坯内部质量对比和力学性能对比分别如表1、表2和表3所示:
表1高性能特厚板和普通钢板的化学成分对比(质量百分比,%)
表2高性能特厚板和普通钢板铸坯内部夹杂物及气体含量对比
表3高性能特厚板和普通钢板力学性能检验结果对比
从上表可以看出,与现有的Q345普通钢板比较,本发明厚度规格为90~100mm的Q420高性能特厚钢板的屈服强度≥380MPa,抗拉强度≥520MPa,延伸率≥20%,-20℃冲击功≥150J,具有良好的使用性能。
实施例3
本发明的一种高性能特厚钢板的制造方法,所述钢板按照质量百分比成分如下:C为0.14%、Si为0.31%、Mn为1.45%、P为0.02%、S为0.003%、Nb+V+Ti为0.020%,余量为Fe,工艺步骤如下:
(1)在冶炼工艺中,采用含碳当量控制为0.43%的冶炼工艺;
(2)在冶炼工艺中,采用Nb、V、Ti微合金化,其中,Nb、V、Ti微合金化后,Nb、V和Ti总的含量为0.020%,钢包炉精炼后进行真空处理;
(3)在冶炼工艺中,采用动态轻压下技术直弧型连铸机浇注板坯,在本实施例中,所述板坯为300mm断面铸坯;
(4)在冶炼工艺中,控制钢坯内部A、B、C、D类夹杂物总量不超过1.5级,其中不允许出现A、B两类夹杂,气体含量控制为:O为23ppm、N为29ppm、H为1.3ppm;
(5)在轧制工艺中,加热温度控制在1240℃,加热速率11℃/mm;在轧机上进行两阶段控制轧制,在本实施例中,两阶段控制轧制是在4300mm轧机上进行。第一阶段轧制工艺采用奥氏体再结晶轧制工艺,开轧温度1180℃,终轧温度1120℃,轧制6道次,一阶段道次总压下率60%,中间坯厚度1.5倍成品厚度,第二阶段轧制工艺采用奥氏体未再结晶区轧制工艺,开轧温度880℃,终轧温度850℃,轧制7道次,二阶段道次总压下率70%;
(6)在轧后冷却工艺中,加速冷却,上下水比控制在1.35;终冷温度控制在640℃;冷却速率8℃/s。
根据Q420高性能特厚钢板的化学成分范围,先在130t转炉冶炼,随后浇注成300mm×2000mm×L的连铸坯,再在4300mm宽厚板生产线上进行轧制而成。
Q420高性能特厚钢板和普通Q345钢板的化学成分对比、铸坯内部质量对比和力学性能对比分别如表1、表2和表3所示:
表1高性能特厚板和普通钢板的化学成分对比(质量百分比,%)
表2高性能特厚板和普通钢板铸坯内部夹杂物及气体含量对比
表3高性能特厚板和普通钢板力学性能检验结果对比
从上表可以看出,与现有的Q345普通钢板比较,本发明厚度规格为90~100mm的Q420高性能特厚钢板的屈服强度≥380MPa,抗拉强度≥520MPa,延伸率≥20%,-20℃冲击功≥150J,具有良好的使用性能。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。