CN103741029A - 一种100mm厚正火Q420GJC钢板的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种100mm厚正火Q420GJC钢板的生产方法，其化学成分wt%：C0.15-0.18%、Si0.25-0.45%、Mn1.4-1.8%、Nb0.20-0.40%、V0.50-0.80%、Ti0.40-0.50%、Ni0.20-0.40%、P≤0.02%、S≤0.004%。钢坯加热温度1200-1280℃；第一阶段轧制各道次变形量控制在15-25%，终轧温度＞950℃以上；第二阶段开轧温度控制在900-940℃，终轧温度840-880℃，变形率控制在50%-60%；轧后以15-20℃/S的冷却速度冷却至550-600℃；堆垛温度≥400℃，时间≥16h；正火温度890-910℃，时间1.5min/mm。本发明具有生产流程短，成本低，适于大批量生产的特点，所生产钢板具有较低屈强比和良好的低温韧性，其各项性能指标均达到了标准要求。

Description

一种100mm厚正火Q420GJC钢板的生产方法

技术领域

本发明属于钢铁冶金技术领域，特别涉及一种100mm特厚正火Q420GJC钢板的生产方法。

背景技术

Q420GJC属于GB/T19879-2005范围的建筑结构用钢，此钢种的特殊性是规定了屈强比及屈服强度波动范围，主要用于制作高层建筑钢结构。

近年来，随着钢建筑结构的大型化，对100mm特厚Q420GJC钢板的需求量越来越大，国内各厚板生产厂也在加速研发。但由于此钢种对屈服性能要求的苛刻性以及各厂家技术水平的限制，从制约了此钢种向厚度方面扩展的延续性。

欧洲建筑用钢要求屈强比小于0.91，而我国对屈服强度为420MPa级的高层建筑钢的屈强比限定为≤0.85。低的屈强比，意味着高的加工硬化指数和高的均匀伸长率，当钢材在受到外力作用时，能够以更大的塑性变形吸收地震施加给结构的巨大能量，延缓其最终破坏的产生。虽然低屈强比高层建筑用钢在抗震性方面具有诱人的魅力，但这类钢在实际生产上还存在一定的技术和成本的问题，尤其随着强度的升高，屈强比很难维持在较低的水平。

发明内容

本发明旨在提供一种具有较低屈强比和良好的低温韧性，且生产流程短，生产成本低，适合大批量生产的100mm厚正火Q420GJC钢板的生产方法。

为达此目的，本发明采取了如下解决方案：

一种100mm厚正火Q420GJC钢板的生产方法，其具体方法为：

连铸坯化学成分wt%含量控制在：C 0.15-0.18%、Si 0.25-0.45%、Mn1.4-1.8%、Nb 0.20-0.40%、V 0.50-0.80%、Ti 0.40-0.50%、Ni 0.20-0.40%、P≤0.02%、S≤0.004%，其余为铁及不可避免的微量杂质。

钢坯加热温度为1200-1280℃。

采用两阶段控制轧制：第一阶段采用大压下，各道次变形量控制在15-25%，终轧温度＞950℃以上；第二阶段开轧温度控制在900-940℃，终轧温度840-880℃，变形率控制在50%-60%。

轧制结束后，直接进入加速冷却装置，以15-20℃/S的冷却速度冷却至550-600℃。

热矫直后堆垛缓冷，堆垛温度≥400℃，时间≥16h。

解垛后，钢板进入热处理炉进行正火处理，正火温度890-910℃，时间1.5min/mm。

本发明钢中添加了0.25-0.45%的Si，目的之一是与Mn一起提高钢的淬透性，使钢获得贝氏体的能力争强。同时Si在铁素体中的固溶度较大，能显著强化铁素体，其固溶强化效果强于Mn，且非调质钢中加入一定的Si还可以改善钢的韧性。

Mn在钢中主要作用是固溶强化，提高强度及淬透性。但是Mn含量增加将降低钢的韧性，同时对材料的焊接性能不利。综合以上两点，将Mn的范围设定在1.4-1.8%。

Ni显著提高钢的韧性，尤其是低温韧性，同时与Si、Mn等元素配合能够推迟珠光体转变，使钢更容易获得贝氏体。

Nb、Ti、V是最常用的微合金化元素，以上三种元素对晶界的作用是依次降低的。在钢中，复合微合金化的作用大于单独加入某种元素的总和。Nb、Ti、V这3种元素都可以在奥氏体或铁素体中沉淀，因为在奥氏体中溶解度大而扩散率小，故在奥氏体中沉淀比在铁素体中缓慢，形变可以加速沉淀 过程。一般地，应使在奥氏体中沉淀减至最小，在固溶体中保持较多的合金元素而留待在铁素体中沉淀，这可依靠合金化增加微合元素在奥氏体中的溶解度。

由于Nb、V、Ti三种合金元素中Ti的价格最低，采用高Ti低Nb微合金化生产成本较低，既可达到细晶强化的效果，又可达到降低成本的目的。综合考虑以上各种因素。将Nb、V、Ti三种合金元素范围控制在合理范围内。

本发明的有益效果为：

本发明通过合理设计钢中各合金成分的比例，控制后续加热、轧制、冷却和热处理工艺过程，从而具有生产流程短，生产成本低，适合于大批量生产的特点，所生产的100mm厚正火Q420GJC钢板具有较低屈强比和良好的低温韧性，其各项性能指标均达到了标准要求，屈服强度达到449MPa，抗拉强度为606 MPa，屈强比74.1，延伸率为27.3%，-50℃冲击值达到268J。

具体实施方式

实施例钢牌号Q420GJC，连铸坯厚度300mm，成品钢板厚度100mm。

实施例1：

化学成分wt%含量控制在：C 0.15%、Si 0.45%、Mn1.45%、Nb 0.40%、V 0.57%、Ti 0.42%、Ni 0.32%、P0.02%、S0.002%，其余为铁及不可避免的微量杂质。

钢坯加热温度为1210℃。

采用两阶段控制轧制：第一阶段采用大压下，各道次变形量控制在15-25%，终轧温度1010℃以上；第二阶段开轧温度控制在920℃，终轧温度870℃，变形率控制在55%。

轧制结束后，直接进入加速冷却装置，以15℃/S的冷却速度冷却至580℃；

热矫直后堆垛缓冷，堆垛温度470℃，时间16h。

解垛后，钢板进入热处理炉进行正火处理，正火温度890℃，时间1.5min/mm。

实施例2：

化学成分wt%含量控制在：C 0.18%、Si 0.25%、Mn1.8%、Nb 0.22%、V 0.66%、Ti 0.50%、Ni 0.38%、P0.016%、S0.0034%，其余为铁及不可避免的微量杂质。

钢坯加热温度为1280℃。

采用两阶段控制轧制：第一阶段采用大压下，各道次变形量控制在15-25%，终轧温度1200℃以上；第二阶段开轧温度控制在940℃，终轧温度880℃，变形率控制在50%。

轧制结束后，直接进入加速冷却装置，以18℃/S的冷却速度冷却至600℃。

热矫直后堆垛缓冷，堆垛温度500℃，时间24h。

解垛后，钢板进入热处理炉进行正火处理，正火温度900℃，时间1.5min/mm。

实施例3：

化学成分wt%含量控制在：C 0.1:7%、Si 0.30%、Mn1.60%、Nb 0.30%、V 0.70%、Ti 0.45%、Ni 0.30%、P0.01%、S0.003%，其余为铁及不可避免的微量杂质。

钢坯加热温度为1240℃。

采用两阶段控制轧制：第一阶段采用大压下，各道次变形量控制在15-25%，终轧温度1150℃以上；第二阶段开轧温度控制在940℃，终轧温度950℃，变形率控制在60%。

轧制结束后，直接进入加速冷却装置，以20℃/S的冷却速度冷却至550℃。

热矫直后堆垛缓冷，堆垛温度450℃，时间20h。

解垛后，钢板进入热处理炉进行正火处理，正火温度910℃，时间1.5min/mm。

按上述工艺生产的100mm厚正火Q420GJC钢板，经检验，其实物性能指标检测结果如下表所示。

 

    注：标准性能指标要求：530 MPa≥Reh≥400 MPa，680 MPa≥Rm≥520 MPa，A≥19%，冲击≥34J。屈强比≤0.85。

Claims (1)

1.一种100mm厚正火Q420GJC钢板的生产方法，其特征在于：

连铸坯化学成分wt%含量控制在：C 0.15-0.18%、Si 0.25-0.45%、Mn1.4-1.8%、Nb 0.20-0.40%、V 0.50-0.80%、Ti 0.40-0.50%、Ni 0.20-0.40%、P≤0.02%、S≤0.004%，其余为铁及不可避免的微量杂质；

钢坯加热温度为1200-1280℃；

采用两阶段控制轧制：第一阶段采用大压下，各道次变形量控制在15-25%，终轧温度＞950℃以上；第二阶段开轧温度控制在900-940℃，终轧温度840-880℃，变形率控制在50%-60%；

轧制结束后，直接进入加速冷却装置，以15-20℃/S的冷却速度冷却至550-600℃；

热矫直后堆垛缓冷，堆垛温度≥400℃，时间≥16h；

解垛后，钢板进入热处理炉进行正火处理，正火温度890-910℃，时间1.5min/mm。