CN102965575A - 一种355MPa级船板钢的超快冷制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于钢材制备领域，特别涉及一种355MPa级船板钢的超快冷制备方法。本发明方法是：首先按照设定化学组分冶炼钢水，将钢水浇铸成坯，并将坯料加热轧制成连铸板坯，将连铸板坯加热进行粗轧，然后进行精轧，精轧开轧温度为950～1000℃，终轧温度为900～950℃，压下率≥50%，得到钢板，对钢板采用超快速冷却工艺，以40～50℃/s冷却到700～750℃，然后采用层流冷却，以8～15℃/s的速度冷却到600～650℃，最后空冷至室温，得到屈服强度≥355MPa，抗拉强度490～630MPa，-40℃夏氏冲击功≥34J，标准拉伸样的延伸率≥22%的355MPa级船板钢。本发明通过轧后的超快速冷却和层流冷却，实现高温控轧，提高了轧制效率，降低轧机负荷，更好的实现减量化生产。
Description
技术领域
本发明属于钢材制备领域，特别涉及一种355MPa级船板钢的超快冷制备方法。
背景技术
我国是造船业大国，对船板钢的需求巨大，而屈服强度355MPa的船板钢是造船所需的主要材料之一。目前，各钢厂基本是在C、Mn钢的基础上通过Nb、V和Ti等贵金属元素的微合金化来生产工业用DH36钢板，其制备方法一般是采用两阶段控制轧制和控制冷却（TMCP），然而传统TMCP工艺的终轧温度大都在850℃甚至更低,较低的温度使得轧件的变形抗力增大，从而增大了轧机的负荷，加大轧辊的磨损，影响轧辊寿命。并且低温轧制需要较长的中间待温时间，影响轧制节奏和生产效率。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种采用超快冷工艺生产的355MPa级船板钢及其生产方法，目的是利用超快速冷却技术生产出不含Ni、Cu、V等金属元素的合金减量型355MPa级高强船板钢。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案按照以下步骤进行：
（1）按照设定化学组分，按重量百分比为：C 0.08~0.15%、Si 0.10~0.30%、Mn 0.80~1.4%、Nb 0.01~0.04%、Ti 0.005~0.01%、Al 0.01~0.04%、P≤0.02%、S≤0.01%，余量为铁和杂质冶炼钢水，将钢水浇铸成坯，并将坯料加热到1200℃，保温1~2h，轧制成厚度为150~220mm的连铸板坯；
（2）将连铸板坯加热至1150~1250℃，保温1-2h，进行粗轧，粗轧开轧温度为1050~1150℃，控制压下率为60-70%，然后进行精轧，开轧温度为950~1000℃，终轧温度为900~950℃，压下率≥50%，得到厚度20~30mm的钢板；
（3）对钢板采用超快速冷却工艺，以40 ~50℃/s冷却到700~750℃，然后采用层流冷却，以8 ~15℃/s的速度冷却到600~650℃，最后空冷至室温，得到屈服强度≥355MPa，抗拉强度490~630MPa，-40℃夏氏冲击功（vE-40）≥34J，标准拉伸样的延伸率≥22%的355MPa级船板钢。
与现有技术相比，本发明有着以下优点：
（1）本发明中的355MPa级船板钢化学成分成本低廉，在原有成分基础上进行Nb和Mn的减量化，去掉了V元素，并且不含有其他贵重合金元素，更有利于工业生产降低成本；
（2）本发明方法利用超快速冷却技术，提高了终轧温度，达到降低轧机负荷，提高轧制效率，降低成本的目的。
综上所述，本发明所述的钢种在工业大批量生产时具有明显的低合金含量、高轧制效率、低成本生产的优势，本发明通过轧后的超快速冷却和层流冷却，实现高温控轧，提高了轧制效率，降低轧机负荷，更好的实现减量化生产。
附图说明
图1是本发明实施例1制备的355MPa级船板钢的金相组织照片；
图2是本发明实施例2制备的355MPa级船板钢的金相组织照片；
图3是本发明实施例3制备的355MPa级船板钢的金相组织照片；
图4是本发明实施例4制备的355MPa级船板钢的金相组织照片；
图5是本发明实施例5制备的355MPa级船板钢的金相组织照片；
图6是本发明实施例6制备的355MPa级船板钢的金相组织照片；
图7是本发明实施例7制备的355MPa级船板钢的金相组织照片；
图8是本发明实施例8制备的355MPa级船板钢的金相组织照片；
图9是本发明实施例9制备的355MPa级船板钢的金相组织照片；
图10是本发明实施例10制备的355MPa级船板钢的金相组织照片。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步说明。
实施例1
（1）按照表1设定化学组分冶炼钢水，将钢水浇铸成坯，并将坯料加热到1200℃，保温1h，轧制成厚度为150mm的连铸板坯；
（2）将连铸板坯加热至1150℃，保温2h，进行粗轧，粗轧开轧温度为1050℃，控制压下率为60-70%，然后进行精轧，开轧温度为950℃，终轧温度为900℃，压下率≥50%，得到厚度20mm的钢板；
（3）对钢板采用超快速冷却工艺，以40℃/s冷却到700℃，然后采用层流冷却，以8℃/s的速度冷却到600℃，最后空冷至室温，得到力学性能如表2所示的355MPa级船板钢，其金相照片如图1所示，金相组织是铁素体和珠光体。
实施例2
（1）按照表1设定化学组分冶炼钢水，将钢水浇铸成坯，并将坯料加热到1200℃，保温2h，轧制成厚度为220mm的连铸板坯；
（2）将连铸板坯加热至1250℃，保温1h，进行粗轧，粗轧开轧温度为1150℃，控制压下率为60-70%，然后进行精轧，开轧温度为1000℃，终轧温度为950℃，压下率≥50%，得到厚度30mm的钢板；
（3）对钢板采用超快速冷却工艺，以50℃/s冷却到750℃，然后采用层流冷却，以15℃/s的速度冷却到650℃，最后空冷至室温，得到力学性能如表2所示的355MPa级船板钢，其金相照片如图2所示，金相组织是铁素体和珠光体。
实施例3
（1）按照表1设定化学组分冶炼钢水，将钢水浇铸成坯，并将坯料加热到1200℃，保温1.5h，轧制成厚度为200mm的连铸板坯；
（2）将连铸板坯加热至1200℃，保温1.5h，进行粗轧，粗轧开轧温度为1100℃，控制压下率为60-70%，然后进行精轧，开轧温度为980℃，终轧温度为920℃，压下率≥50%，得到厚度25mm的钢板；
（3）对钢板采用超快速冷却工艺，以45℃/s冷却到720℃，然后采用层流冷却，以10℃/s的速度冷却到630℃，最后空冷至室温，得到力学性能如表2所示的355MPa级船板钢，其金相照片如图3所示，金相组织是铁素体和珠光体。
实施例4
（1）按照表1设定化学组分，冶炼钢水，将钢水浇铸成坯，并将坯料加热到1200℃，保温2h，轧制成厚度为160mm的连铸板坯；
（2）将连铸板坯加热至1230℃，保温1.2h，进行粗轧，粗轧开轧温度为1080℃，控制压下率为60-70%，然后进行精轧，开轧温度为990℃，终轧温度为950℃，压下率≥50%，得到厚度22mm的钢板；
（3）对钢板采用超快速冷却工艺，以48℃/s冷却到710℃，然后采用层流冷却，以12℃/s的速度冷却到630℃，最后空冷至室温，得到力学性能如表2所示的355MPa级船板钢，其金相图片如图4所示，金相组织是铁素体和珠光体。
实施例5
（1）按照表1设定化学组分冶炼钢水，将钢水浇铸成坯，并将坯料加热到1200℃，保温2h，轧制成厚度为220mm的连铸板坯；
（2）将连铸板坯加热至1180℃，保温1h，进行粗轧，粗轧开轧温度为1090℃，控制压下率为60-70%，然后进行精轧，开轧温度为950℃，终轧温度为910℃，压下率≥50%，得到厚度25mm的钢板；
（3）对钢板采用超快速冷却工艺，以50℃/s冷却到700℃，然后采用层流冷却，以15℃/s的速度冷却到600℃，最后空冷至室温，得到力学性能如表2所示的355MPa级船板钢，其金相图片如图5所示，金相组织是铁素体和珠光体。
实施例6
（1）按照表1设定化学组分冶炼钢水，将钢水浇铸成坯，并将坯料加热到1200℃，保温1h，轧制成厚度为220mm的连铸板坯；
（2）将连铸板坯加热至1150℃，保温1h，进行粗轧，粗轧开轧温度为1150℃，控制压下率为60-70%，然后进行精轧，开轧温度为980℃，终轧温度为920℃，压下率≥50%，得到厚度20mm的钢板；
（3）对钢板采用超快速冷却工艺，以40℃/s冷却到700℃，然后采用层流冷却，以8℃/s的速度冷却到650℃，最后空冷至室温，得到力学性能如表2所示的355MPa级船板钢，其金相照片如图6所示，金相组织是铁素体和珠光体。
实施例7
（1）按照表1设定化学组分冶炼钢水，将钢水浇铸成坯，并将坯料加热到1200℃，保温1.8h，轧制成厚度为220mm的连铸板坯；
（2）将连铸板坯加热至1250℃，保温1h，进行粗轧，粗轧开轧温度为1100℃，控制压下率为60-70%，然后进行精轧，开轧温度为1000℃，终轧温度为950℃，压下率≥50%，得到厚度30mm的钢板；
（3）对钢板采用超快速冷却工艺，以50℃/s冷却到750℃，然后采用层流冷却，以15℃/s的速度冷却到640℃，最后空冷至室温，得到力学性能如表2所示的355MPa级船板钢，其金相照片如图7所示，金相组织是铁素体和珠光体。
实施例8
（1）按照表1设定化学组分冶炼钢水，将钢水浇铸成坯，并将坯料加热到1200℃，保温1h，轧制成厚度为190mm的连铸板坯；
（2）将连铸板坯加热至1250℃，保温1.5h，进行粗轧，粗轧开轧温度为1050℃，控制压下率为60-70%，然后进行精轧，开轧温度为950℃，终轧温度为940℃，压下率≥50%，得到厚度30mm的钢板；
（3）对钢板采用超快速冷却工艺，以40 ~50℃/s冷却到700℃~750℃，然后采用层流冷却，以12℃/s的速度冷却到620℃，最后空冷至室温，得到力学性能如表2所示的355MPa级船板钢，其金相照片如图8所示，金相组织是铁素体和珠光体。
实施例9
（1）按照表1设定化学组分冶炼钢水，将钢水浇铸成坯，并将坯料加热到1200℃，保温1h，轧制成厚度为150mm的连铸板坯；
（2）将连铸板坯加热至11200℃，保温1.5h，进行粗轧，粗轧开轧温度为1150℃，控制压下率为60-70%，然后进行精轧，开轧温度为950℃，终轧温度为920℃，压下率≥50%，得到厚度30mm的钢板；
（3）对钢板采用超快速冷却工艺，以45℃/s冷却到700℃，然后采用层流冷却，以10℃/s的速度冷却到610℃，最后空冷至室温，得到力学性能如表2所示的355MPa级船板钢，其金相图片如图9所示，金相组织是铁素体和珠光体。
实施例10
（1）按照表1设定化学组分冶炼钢水，将钢水浇铸成坯，并将坯料加热到1200℃，保温1h，轧制成厚度为210mm的连铸板坯；
（2）将连铸板坯加热至1180℃，保温1.5h，进行粗轧，粗轧开轧温度为1100℃，控制压下率为60-70%，然后进行精轧，开轧温度为980~1000℃，终轧温度为930℃，压下率≥50%，得到厚度30mm的钢板；
（3）对钢板采用超快速冷却工艺，以50℃/s冷却到720℃，然后采用层流冷却，以8℃/s的速度冷却到620℃，最后空冷至室温，得到力学性能如表2所示的355MPa级船板钢，其金相图片如图10所示，金相组织是铁素体和珠光体。
表1 本发明实施例中钢水的设定成分
| 元素 | C | Si | Mn | P | S | Nb | Ti | Al | Fe及杂质 |
| 重量百分比% | 0.08~0.15 | 0.10~0.30 | 0.80~1.4 | ≤0.02 | ≤0.01 | 0.01~0.04 | 0.005~0.01 | 0.01~0.04 | 余量 |
表2 本发明实施例1-10制备的355MPa级船板钢的力学性能参数
| 实施例编号 | 屈服强度，MPa | 抗拉强度，MPa | 延伸率，A% | -40℃冲击功，J |
| 1 | 440.0 | 545.0 | 27.00 | 202 |
| 2 | 463.0 | 550.0 | 26.00 | 221 |
| 3 | 462.0 | 561.0 | 25.00 | 211 |
| 4 | 432.0 | 549.0 | 24.00 | 231 |
| 5 | 481.0 | 588.0 | 23.00 | 244 |
| 6 | 440.0 | 545.0 | 27.00 | 202 |
| 7 | 463.0 | 550.0 | 26.00 | 221 |
| 8 | 462.0 | 561.0 | 25.00 | 211 |
| 9 | 432.0 | 549.0 | 24.00 | 231 |
| 10 | 481.0 | 588.0 | 23.00 | 244 |
Claims (1)
1.一种355MPa级船板钢的超快冷制备方法，其特征在于按照以下步骤进行：
（1）按照设定化学组分，按重量百分比为：C 0.08~0.15%、Si 0.10~0.30%、Mn 0.80~1.4%、Nb 0.01~0.04%、Ti 0.005~0.01%、Al 0.01~0.04%、P≤0.02%、S≤0.01%，余量为铁和杂质冶炼钢水，将钢水浇铸成坯，并将坯料加热到1200℃，保温1~2h，轧制成厚度为150~220mm的连铸板坯；
（2）将连铸板坯加热至1150~1250℃，保温1-2h，进行粗轧，粗轧开轧温度为1050~1150℃，然后进行精轧，开轧温度为950~1000℃，终轧温度为900~950℃，压下率≥50%，得到厚度20~30mm的钢板；
（3）对钢板采用超快速冷却工艺，以40 ~50℃/s冷却到700~750℃，然后采用层流冷却，以8 ~15℃/s的速度冷却到600~650℃，最后空冷至室温，得到屈服强度≥355MPa，抗拉强度490~630MPa，-40℃夏氏冲击功≥34J，标准拉伸样的延伸率≥22%的355MPa级船板钢。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Liu Zhenyu Inventor after: Ye Qibin Inventor after: Li Fan Inventor after: Zhou Xiaoguang Inventor after: Wang Yong Inventor after: Yang Hao Inventor after: Chen Junping Inventor after: Wang Guodong Inventor after: Qiao Xin Inventor after: Zhang Chaofeng Inventor before: Liu Zhenyu Inventor before: Ye Qibin Inventor before: Li Fan Inventor before: Zhou Xiaoguang Inventor before: Wang Yong Inventor before: Yang Hao Inventor before: Chen Junping Inventor before: Wang Guodong Inventor before: Qiao Xin Inventor before: Zhang Chaofeng |
|
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20130313 |