CN103451526A

CN103451526A - 一种6-8mm高强度结构钢板及其制造方法

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Publication number: CN103451526A
Application number: CN2013104113409A
Authority: CN
Inventors: 冯勇; 孙卫华; 刘晓东; 孙风晓; 周兰聚; 韩启彪; 王南辉; 贾慧领; 胡淑娥; 侯东华; 王杰; 许方泉; 姜广林; 周波; 彭新华
Original assignee: Jinan Iron and Steel Group Co Ltd
Current assignee: Jinan Iron and Steel Group Co Ltd
Priority date: 2013-09-11
Filing date: 2013-09-11
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2033-09-11
Also published as: CN103451526B

Abstract

本发明提供一种6-8mm高强度结构钢板及其制造方法，本发明是针对水泥泵车、消防云梯和高层救援特种车辆伸长臂使用极薄钢板技术的市场需求，克服低级别钢材强度寿命等技术的不足，设计低碳、锰含量，加入0.0012%硼和0.08%的钼元素，利用转炉快速冶炼，经过炉外精炼和脱气精炼，改进钢水纯净度，经过轧制、淬火和回火技术改善钢强、韧性和钢板平直度，获得回火索氏体金相组织，该方法流程短、效率高、易操作，易焊接，成本低廉，板形平直度控制满足现代泵车、高层消防云梯和救援作业等伸缩臂结构的制造和使用。

Description

一种6-8mm高强度结构钢板及其制造方法

技术领域

本发明涉及钢板制造方法技术领域，尤其涉及一种改进6-8mm极薄规格高强结构钢板强韧性及板形控制的工艺技术，是一种含有钼、硼合金设计，利用控轧、淬火及回火技术改善钢的强韧性的方法，具体为一种6-8mm高强度结构钢板及其制造方法。

背景技术

水泥泵车、消防云梯和高层救援特种车辆伸长臂使用的屈服强度超过770MPa高强钢，制造过程及和使用过程要求伸缩臂平直无接触摩擦，而且为了上举更高，举物更多，确保结构稳定的刚性，强度高自重轻，减少钢板厚度，需求大量的6-8mm极薄规格高强度结构中板。因此提出质量稳定，强度高，韧性好，易焊接和板形平直精度高等技术要求。过去只能用满足国家标准的Q345B和Q460C钢级，平直度6mm/m的指标，已经远远满足不了需求。采用淬火回火6-8mm极薄规格770MPa级别高强度结构钢板，臂架较Q345B自重减少17%，车体使用服役寿命延长10年，适应现代高空作业需求，利于全社会技术进步和生活质量的提高。

发明内容

本发明的目的就是针对上述存在的缺陷而提供一种6-8mm高强度结构钢板及其制造方法，本发明是针对水泥泵车、消防云梯和高层救援特种车辆伸长臂使用极薄钢板技术的市场需求，克服低级别钢材强度寿命等技术的不足，设计低碳、锰含量，加入0.0012%硼和0.08%的钼元素，利用转炉快速冶炼，经过炉外精炼和脱气精炼，改进钢水纯净度，经过轧制、淬火和回火技术改善钢强、韧性和钢板平直度，获得回火索氏体金相组织，该方法流程短、效率高、易操作，易焊接，成本低廉，板形平直度控制满足现代泵车、高层消防云梯和救援作业等伸缩臂结构的制造和使用。

本发明的一种6-8mm高强度结构钢板技术方案为，钢板的成分按重量百分比包括：碳0.10-0.25%，硅0.15-0.35%，锰0.80-1.70%，铜≤0.55%，磷≤0.015%，硫≤0.012%，硼0.0005-0.0025%，钼0.08-0.45%，余量为铁及不可避免的杂质。

优选的，钢板的成分按重量百分比包括：碳0.13%，硅0.25%，锰1.20%，铜0.36%，磷0.013%，硫0.002%，硼 0.0011%，钼0.10%，铝0.030%，余量为铁及不可避免的杂质。

钢板的屈服强度790-860MPa，抗拉强度870-990MPa，延伸率17-26%，-40℃低温韧性大于50焦耳，钢的平直度0.9-1.5mm/m。

所述的一种6-8mm高强度结构钢板的制造方法，工艺步骤包括：LF炉外精炼；RH真空脱气；保护加入硼元素；连铸；板坯再加热；粗轧；精轧；精轧板形控制；淬火；淬火板形控制；回火；矫平；成品钢板。

LF炉外精炼，加热时间10-20分钟，造白渣脱硫，加入微量合金调整钛含量，最后加入硼铁合金。

板坯再加热的均热温度范围1100-1150℃，均热时间范围2.5-4.0小时，通过利用细小弥散的TiN质点和低温加热来抑制奥氏体晶粒长大，获得细小而均匀的奥氏体晶粒。

粗轧的开轧温度1050-1150℃，单道次压下率大于18%，通过反复再结晶细化奥氏体晶粒。

精轧的开轧温度范围900-1000℃, 单道次压下率大于15%，在未结晶奥氏体区施以大变形量，使奥氏体晶粒拉伸成变形带。

淬火的加热温度890-950℃，水冷，冷却速度为18-35℃/s，钢板形成高密度亚结构，获得细小均匀的马氏体显微组织。

回火：580-650℃回火30-120分钟，获得细小的回火索氏体微观组织结构。

本发明的有益效果为：本发明通过特殊轧制、淬火及回火热处理，金相组织中主要为的回火索氏体，生产的6-8mm高强度结构钢板，适用于高空作业水泥泵车、消防云梯和救援梯臂架结构，达到了优异的强韧性匹配，韧脆性转变温度在-40℃以下，平直度0.9-1.5mm/m。钢板的屈服强度范围790-860MPa，抗拉强度范围在870-990MPa，通过合理淬火回火工艺处理，使钢板具有770MPa高的强度消除了组织内应力，提高了塑韧性指标，延伸率能达到17-26%。本发明与现有技术相比，板形和性能质量控制方面具有实质性的进步，实施效果显著。

具体实施方式：

为了更好地理解本发明，下面用具体实例来详细说明本发明的技术方案，但是本发明并不局限于此。

实施例1

板坯熔炼成份为：

碳0.13%，硅0.25%，锰1.20%，铜0.36%，磷0.013%，硫0.002%，硼 0.0011%，钼0.10%，铝0.030%，余量为铁及不可避免的杂质。

制造工艺步骤如下：

（1）LF炉外精炼：加热时间15分钟，造白渣脱硫，加入微量合金调整钛含量；最后加入硼铁合金；

（2）CD/RH真空脱气：真空200Pa以下处理20分钟，喂线后氩气软吹10分钟；

（3）板坯加热：均热温度范围1120℃，均热时间范围3.2小时。通过利用细小弥散的TiN质点和低温加热来抑制奥氏体晶粒长大，获得细小而均匀的奥氏体晶粒。

（4）粗轧：开轧温度1120℃，单道次压下率大于23%。通过反复再结晶细化奥氏体晶粒。

（5）精轧：温度范围970℃, 单道次压下率大于18%。在未结晶奥氏体区施以大变形量，使奥氏体晶粒拉伸成变形带。

（6）淬火：温度900℃，冷却速度范围18℃/s。形成高密度亚结构，获得细小均匀的马氏体金相显微组织。

（7）回火：620℃，回火1.2小时，获得细小的会或索氏体微观组织结构。

钢板力学性能：

规格：钢板厚度6mm；屈服强度（MPa）:785；抗拉强度（MPa）：890；断后伸长率（%）：18；冷弯：合格；V型纵向冲击功（-40℃）: 153J、157J、154J。

实施例2

板坯熔炼成份为：

碳0.20%，硅0.15%，锰1.50%，铜0.50%，磷0.015%，硫0.012%，硼 0.0021%，钼0.20%，铝0.040%，余量为铁及不可避免的杂质。

制造工艺步骤如下：

（1）LF炉外精炼：加热时间12分钟，造白渣脱硫，加入微量合金调整钛含量；最后加入硼铁合金；

（3）板坯加热：均热温度范围1150℃，均热时间范围2.7小时。通过利用细小弥散的TiN质点和低温加热来抑制奥氏体晶粒长大，获得细小而均匀的奥氏体晶粒。

（4）粗轧：开轧温度1100℃，单道次压下率大于26%。通过反复再结晶细化奥氏体晶粒。

（5）精轧：温度范围960℃, 单道次压下率大于18%。在未结晶奥氏体区施以大变形量，使奥氏体晶粒拉伸成变形带。

（6）淬火：温度920℃，冷却速度范围18℃/s。形成高密度亚结构，获得细小均匀的马氏体金相显微组织。

（7）回火：610℃，回火1.1小时，获得细小的会或索氏体微观组织结构。

钢板力学性能：

规格：钢板厚度8mm；屈服强度（MPa）:790；抗拉强度（MPa）：870；断后伸长率（%）：19；冷弯：合格；V型纵向冲击功（-40℃）: 145J、143J、146J。

实施例3

板坯熔炼成份为：

碳0.10%，硅0.35%，锰0.80%，铜0.40%，磷0.010%，硫0.008%，硼 0.0005%，钼0.40%，余量为铁及不可避免的杂质。

制造工艺步骤如下：

（1）LF炉外精炼：加热时间20分钟，造白渣脱硫，加入微量合金调整钛含量；最后加入硼铁合金；

（3）板坯加热：均热温度范围1100℃，均热时间范围4小时。通过利用细小弥散的TiN质点和低温加热来抑制奥氏体晶粒长大，获得细小而均匀的奥氏体晶粒。

（4）粗轧：开轧温度1050℃，单道次压下率大于18%。通过反复再结晶细化奥氏体晶粒。

（5）精轧：温度范围900℃, 单道次压下率大于15%。在未结晶奥氏体区施以大变形量，使奥氏体晶粒拉伸成变形带。

（6）淬火：温度890℃，冷却速度范围30℃/s。形成高密度亚结构，获得细小均匀的马氏体金相显微组织。

（7）回火：580℃，回火0.5小时，获得细小的会或索氏体微观组织结构。

钢板力学性能：

规格：钢板厚度8mm；屈服强度（MPa）:800；抗拉强度（MPa）：900；断后伸长率（%）：17；冷弯：合格；V型纵向冲击功（-40℃）: 105J、108J、102J。

Claims

1.一种6-8mm高强度结构钢板，其特征在于，钢板的成分按重量百分比包括：碳0.10-0.25%，硅0.15-0.35%，锰0.80-1.70%，铜≤0.55%，磷≤0.015%，硫≤0.012%，硼0.0005-0.0025%，钼0.08-0.45%，余量为铁及不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的一种6-8mm高强度结构钢板，其特征在于，钢板的成分按重量百分比包括：碳0.13%，硅0.25%，锰1.20%，铜0.36%，磷0.013%，硫0.002%，硼 0.0011%，钼0.10%，铝0.030%，余量为铁及不可避免的杂质。

3. 根据权利要求1或2所述的一种6-8mm高强度结构钢板，其特征在于，钢板的屈服强度790-860MPa，抗拉强度870-990MPa，延伸率17-26%，-40℃低温韧性大于50焦耳，钢的平直度0.9-1.5mm/m。

4. 如权利要求3所述的一种6-8mm高强度结构钢板的制造方法，其特征在于，工艺步骤包括：LF炉外精炼；RH真空脱气；保护加入硼元素；连铸；板坯再加热；粗轧；精轧；精轧板形控制；淬火；淬火板形控制；回火；矫平；成品钢板。

5. 根据权利要求4所述的一种6-8mm高强度结构钢板的制造方法，其特征在于，LF炉外精炼，加热时间10-20分钟，造白渣脱硫，加入微量合金调整钛含量，最后加入硼铁合金。

6. 根据权利要求4所述的一种6-8mm高强度结构钢板的制造方法，其特征在于，板坯再加热的均热温度范围1100-1150℃，均热时间范围2.5-4.0小时，通过利用细小弥散的TiN质点和低温加热来抑制奥氏体晶粒长大，获得细小而均匀的奥氏体晶粒。

7. 根据权利要求4所述的一种6-8mm高强度结构钢板的制造方法，其特征在于，粗轧的开轧温度1050-1150℃，单道次压下率大于18%，通过反复再结晶细化奥氏体晶粒。

8. 根据权利要求4所述的一种6-8mm高强度结构钢板的制造方法，其特征在于，精轧的开轧温度范围900-1000℃, 单道次压下率大于15%，在未结晶奥氏体区施以大变形量，使奥氏体晶粒拉伸成变形带。

9. 根据权利要求4所述的一种6-8mm高强度结构钢板的制造方法，其特征在于，淬火的加热温度890-950℃，水冷，冷却速度为18-35℃/s，钢板形成高密度亚结构，获得细小均匀的马氏体显微组织。

10. 根据权利要求4所述的一种6-8mm高强度结构钢板的制造方法，其特征在于，580-650℃回火30-120分钟，获得细小的回火索氏体微观组织结构。