CN104313463A - 一种q345b中宽带钢及其生产方法 - Google Patents

一种q345b中宽带钢及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种Q345B中宽带钢及其生产方法，其包括加热、热轧、冷却和卷取工序，采用下述质量百分含量成分的钢坯：C0.14～0.19%、Si≤0.25%、Mn0.45～0.85%、P≤0.035%、S≤0.035%、V0.010～0.040%、N0.004～0.015%，其余为Fe和其它不可避免的杂质。本中宽带钢采用氮化钒铁微合金化，通过增氮促进钒析出同时细化晶粒；用微量的钒代替大量的锰，析出强化代替固溶强化。本中宽带钢中Mn含量降低了约0.45%，同时加入V，有效地降低了吨钢成本；以析出强化和细晶强化为主要强化手段，减少了硫化物夹杂物含量，改善了内部组织，达到了降低生产成本、提高中宽带钢产品质量的效果。本方法降低了合金元素的添加量，实现了减量化生产，同时更好地发挥了细晶强化和沉淀强化，产品综合性能更佳。

Description

一种Q345B中宽带钢及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种热轧中宽带钢及其生产方法，尤其是一种Q345B中宽带钢及其生产方法。
背景技术
低合金高强度Q345B钢带是一种C含量小于0.20%的低碳钢，由于其综合性能好，广泛应用于工程机械、建筑结构、石油化工等方面，在国民经济发展中占有举足轻重的地位。但是在生产过程中，产品易出现冷弯不合格，组织异常，存在贝氏体、带状组织等现象，影响产品的力学性能及使用要求。常规Q345B钢种通常是在钢中添加1.0%～1.7%的Mn元素来保证产品的强度，锰在钢中主要起固溶强化作用，近年来的研究表明，W(Mn)＜2.0%时钢的强度随锰含量的增加而提高，而冲击韧性下降的趋势甚小，且不影响其脆性转变温度，但是，锰含量过高会造成钢板带状组织严重，韧性降低及各向异性等问题。
近年来，由于钢材市场形势严峻，企业的竞争压力加大，为了摆脱当前的产品销售压力，越来越多的钢铁企业都在寻找一种成本更加低廉、质量又相对稳定的生产方法，而采用铌、钒、钛等微合金化强化方式是目前大多数钢铁企业的选择方向。例如：申请号201210180268.9的专利申请公开了一种Q345B钢板的生产方法，提出在碳（0.14～0.19%）、锰（1.10～1.20%）强化的基础上进一步添加铌（0.012～0.18%）和钛（0.010～0.020%）生产Q345B系列钢板；申请号201310738709.7的专利申请公开了一种345MPa级热轧卷板的生产工艺，提出在碳（0.14～0.18%）、锰（1.35～1.50%）基础上添加Ti（0.015～0.030%）生产Q345B卷板的生产工艺，降低了Q345B板卷中的硫化物夹杂物含量，改善板卷金相组织，提升了强度、延伸率性能的匹配性，减少了轧制参数波动对Q345B板卷性能的影响，保证了产品质量的稳定性。上述专利申请主要还是利用铌、钛的细晶强化、沉淀强化作用生产Q345B钢板钢卷，锰元素的含量仍然较高，同样存在上述的带状组织严重，韧性降低及各向异性等问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高内部质量的Q345B中宽带钢；本发明还提供了一种Q345B中宽带钢的生产方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的化学成分的质量百分含量为：C 0.14～0.19%、Si≤0.25%、Mn 0.45～0.85%、P≤0.035%、S≤0.035%、V 0.010～0.040%、N 0.004～0.015%，其余为Fe和其它不可避免的杂质。
优选的，本发明化学成分的质量百分含量为：C 0.15～0.16%、Si 0.14～0.16%、Mn 0.60～0.80%、P≤0.026%、S≤0.013%、V 0.023～0.030%、N 0.006～0.010%，其余为Fe和其它不可避免的杂质。
本发明方法包括加热、热轧、冷却和卷取工序，其采用上述质量百分含量成分的钢坯。
本发明方法所述加热工序中，加热炉的加热温度为1200±30℃；热轧工序中，终轧温度840～900℃；卷取工序中，卷曲温度为610～680℃。
本发明方法所述加热工序中，加热时间不小于140分钟；最好为140～200分钟。
本发明方法所述热轧工序中，热轧总压下率大于90%。
本发明方法所述冷却工序中，层流冷却速度范围16～29℃/S-1。
本发明主要利用氮化钒微合金化生产Q345B钢带。应用钒与氮具有很强结合能力的理论，通过向钢中加入一定含量的钒元素，使钒与钢中的氮生成氮化钒产物，氮化钒产物会在铁素体中大量沉淀析出，从而达到沉淀强化，改善钢材性能的目的。当氮趋于耗尽时，析出物有一个向碳氮化物的渐变；富氮的碳氮化钒会在奥氏体向铁素体转变过程中或随后析出，富氮的V（C,N）的优先析出对铁素体的强化十分有效，同时还能够细化铁素体晶粒尺寸，得到最终要求的组织，提高钢的强度和韧性。通过控制轧钢的加热温度、终轧温度、层流冷却速度和卷曲温度来控制碳氮化物的析出、奥氏体的再结晶及奥氏体的变形状态，提高了钢带的内部质量，降低了生产成本。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明采用氮化钒铁微合金化，通过增氮促进钒析出同时细化晶粒；用微量的钒代替大量的锰，析出强化代替固溶强化。本发明中Mn元素含量降低了约0.45%，同时加入0.010～0.040%的V元素，有效地降低了吨钢成本。本发明以析出强化和细晶强化为主要强化手段，减少了Q345B钢带中的硫化物夹杂物含量，改善了钢带内部组织，从而达到降低生产成本、提高Q345B中宽带钢产品质量的效果。
本发明方法以氮化钒铁合金化取代常规的高锰合金化，降低了合金元素的添加量，实现了减量化生产，同时更好地发挥了细晶强化和沉淀强化，获得的产品综合性能更佳。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
下述各实施例1－8中的钢坯成分见下表1。
表1：钢坯成分（wt%）
注：其余为Fe和其它不可避免的杂质。
实施例1：本Q345B中宽带钢的生产方法的工艺过程为：钢坯→加热炉加热→高压水除鳞→粗轧→热卷箱→精轧机组轧制→层冷→卷取；其具体工艺条件如下所述。
将表1中实施例1所示钢坯放入均热段炉温为1200±10℃的加热炉中加热，加热时间为150分钟，出炉后钢坯经高压水除鳞后进行轧制，精轧终轧温度900℃，热轧总压下率92%，层流冷却速度范围20℃/s，经层冷后卷曲温度680℃。本实施例所得中宽带钢卷的力学性能检验结果见下表2。
表2：实施例1所得中宽带钢卷的力学性能
实施例2：本Q345B中宽带钢的生产方法采用下述具体工艺。
将表1中实施例2所示钢坯放入均热段炉温为1200±10℃的加热炉中加热，加热时间为140分钟，出炉后钢坯经高压水除鳞后进行轧制，精轧终轧温度890℃，热轧总压下率96%，层流冷却速度范围18℃/s，经层冷后卷曲温度660℃。本实施例所得中宽带钢卷的力学性能检验结果见下表3。
表3：实施例2所得中宽带钢卷的力学性能
实施例3：本Q345B中宽带钢的生产方法采用下述具体工艺。
将表1中实施例3所示钢坯放入均热段炉温为1190±10℃的加热炉中加热，加热时间为140分钟，出炉后钢坯经高压水除鳞后进行轧制，精轧终轧温度870℃，热轧总压下率91%，层流冷却速度范围25℃/s，经层冷后卷曲温度660℃。本实施例所得中宽带钢卷的力学性能检验结果见下表4。
表4：实施例3所得中宽带钢卷的力学性能
实施例4：本Q345B中宽带钢的生产方法采用下述具体工艺。
将表1中实施例4所示钢坯放入均热段炉温为1210±10℃的加热炉中加热，加热时间为150分钟，出炉后钢坯经高压水除鳞后进行轧制，精轧终轧温度870℃，热轧总压下率94%，层流冷却速度范围22℃/s，经层冷后卷曲温度630℃。本实施例所得中宽带钢卷的力学性能检验结果见下表5。
表5：实施例4所得中宽带钢卷的力学性能
注：冲击试样尺寸为10×5×55mm。
实施例5：本Q345B中宽带钢的生产方法采用下述具体工艺。
将表1中实施例5所示钢坯放入均热段炉温为1220±10℃的加热炉中加热，加热时间为140分钟，出炉后钢坯经高压水除鳞后进行轧制，精轧终轧温度870℃，热轧总压下率90.2%，层流冷却速度范围27℃/s，经层冷后卷曲温度630℃。本实施例所得中宽带钢卷的力学性能检验结果见下表6。
表6：实施例5所得中宽带钢卷的力学性能
注：冲击试样尺寸为10×5×55mm。
实施例6：本Q345B中宽带钢的生产方法采用下述具体工艺。
将表1中实施例6所示钢坯放入均热段炉温为1180±10℃的加热炉中加热，加热时间为180分钟，出炉后钢坯经高压水除鳞后进行轧制，精轧终轧温度840℃，热轧总压下率93%，层流冷却速度范围16℃/s，经层冷后卷曲温度650℃。本实施例所得中宽带钢卷的力学性能检验结果见下表7。
表7：实施例6所得中宽带钢卷的力学性能
实施例7：本Q345B中宽带钢的生产方法采用下述具体工艺。
将表1中实施例7所示钢坯放入均热段炉温为1200℃～1230℃的加热炉中加热，加热时间为160分钟，出炉后钢坯经高压水除鳞后进行轧制，精轧终轧温度860℃，热轧总压下率91%，层流冷却速度范围20℃/s，经层冷后卷曲温度620℃。本实施例所得中宽带钢卷的力学性能检验结果见下表8。
表8：实施例7所得中宽带钢卷的力学性能
注：冲击试样尺寸为10×5×55mm。
实施例8：本Q345B中宽带钢的生产方法采用下述具体工艺。
将表1中实施例7所示钢坯放入均热段炉温为1170℃～1200℃的加热炉中加热，加热时间为200分钟，出炉后钢坯经高压水除鳞后进行轧制，精轧终轧温度880℃，热轧总压下率97%，层流冷却速度范围29℃/s，经层冷后卷曲温度610℃。本实施例所得中宽带钢卷的力学性能检验结果见下表9。
表9：实施例8所得中宽带钢卷的力学性能
对比例：采用本方法生产的Q345B热轧中宽带钢各项指标与传统工艺生产的Q345B热轧钢带各项指标对比见表10、表11、表12。
表10：化学成分指标对比
表11：力学性能指标对比
表12：金相组织指标对比
由表10、表11和表12可知，通过对本方法生产的Q345B热轧中宽带钢与传统工艺生产的Q345B热轧钢带从化学成分、力学性能、显微组织方面进行对比，采用本方法工艺生产的热轧钢带产品化学成分设计更加经济合理，强度和韧性得到提高，特别是钢中的A类非金属夹杂物和带状组织级别显著降低，在节约生产成本的同时，大大改善了钢带的内部质量。

Claims (8)

1.一种Q345B中宽带钢，其特征在于，其化学成分的质量百分含量为：C 0.14～0.19%、Si≤0.25%、Mn 0.45～0.85%、P≤0.035%、S≤0.035%、V 0.010～0.040%、N 0.004～0.015%，其余为Fe和其它不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种Q345B中宽带钢，其特征在于，其化学成分的质量百分含量为：C 0.15～0.16%、Si 0.14～0.16%、Mn 0.60～0.80%、P≤0.026%、S≤0.013%、V 0.023～0.030%、N 0.006～0.010%，其余为Fe和其它不可避免的杂质。
3.一种Q345B中宽带钢的生产方法，其包括加热、热轧、冷却和卷取工序，其特征在于，其采用下述质量百分含量成分的钢坯：C 0.14～0.19%、Si≤0.25%、Mn 0.45～0.85%、P≤0.035%、S≤0.035%、V 0.010～0.040%、N 0.004～0.015%，其余为Fe和其它不可避免的杂质。
4.根据权利要求3所述的一种Q345B中宽带钢的生产方法，其特征在于：所述加热工序中，加热炉的加热温度为1200±30℃；热轧工序中，终轧温度840～900℃；卷取工序中，卷曲温度为610～680℃。
5.根据权利要求4所述的一种Q345B中宽带钢的生产方法，其特征在于：所述加热工序中，加热时间不小于140分钟。
6.根据权利要求4所述的一种Q345B中宽带钢的生产方法，其特征在于：所述热轧工序中，热轧总压下率大于90%。
7.根据权利要求3所述的一种Q345B中宽带钢的生产方法，其特征在于：所述冷却工序中，层流冷却速度范围16～29℃/s。
8.根据权利要求3－7任意一项所述的一种Q345B中宽带钢的生产方法，其特征在于，其采用下述质量百分含量成分的钢坯：C 0.15～0.16%、Si 0.14～0.16%、Mn 0.60～0.80%、P≤0.026%、S≤0.013%、V 0.023～0.030%、N 0.006～0.010%，其余为Fe和其它不可避免的杂质。
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