CN105112783A

CN105112783A - 一种焊接结构用钢及其制备方法

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Publication number: CN105112783A
Application number: CN201510591432.9A
Authority: CN
Inventors: 叶晓瑜; 张开华; 刘勇; 李卫平; 王羿; 熊雪刚; 黄徐晶
Original assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Priority date: 2015-09-15
Filing date: 2015-09-15
Publication date: 2015-12-02

Abstract

本发明属于热连轧板带生产技术领域，特别是涉及一种抗拉强度520MPa级焊接结构用热轧钢板。本发明焊接结构用钢，由以下重量百分比成分组成：C：0.07～0.12％，Si：≤0.10％，Mn：1.30～1.60％，P：≤0.020％，S：≤0.015％，Ti：0.010～0.030％，余量为Fe和不可避免杂质。本发明采用Mn-Ti微合金化方式，避免了加入Cu、Ni等贵重元素。采用控轧控冷工艺，生产出铁素体+珠光体组织的520MPa级焊接结构用钢，产品具有强度高、力学性能稳定、强韧性匹配良好和成型性能、焊接性能优异的特点，具有较好的推广应用前景。

Description

一种焊接结构用钢及其制备方法

技术领域

本发明属于热连轧板带生产技术领域，特别是涉及一种抗拉强度520MPa级焊接结构用热轧钢板。

背景技术

焊接结构用钢广泛应用于桥梁、建筑、电力、海洋石油、机车车辆等行业。随着钢结构向大型化、轻量化、高效化发展，对结构用钢的性能提出了更高的要求。韩国和日本正在研发强度高两倍、使用寿命长两倍的第2代焊接结构用钢，这将使附加值成倍增长，同时又可减少钢材的使用总量。

公开号为“CN201110176676”，发明名称为“一种可焊接细晶粒结构钢S355NL/S355NLZ35钢板及其生产方法”，公开了一种化学成分为C：0.10％～0.18％、Si：0.20％～0.45％、Mn：1.20％～1.45％、P：≤0.018％、：S：≤0.005％、V：0.010％～0.055％、Ti：0.005％～0.025％，通过控轧控冷、堆冷、正火工艺，从而保证了可焊接细晶粒结构钢S355NL/S355NLZ35钢板的各项性能指标达到标准要求。

公开号为“CN201210154046”，发明名称为“一种焊接结构钢及其制造方法”，公开了一种化学成分为C：0.10％～0.14％、Si：0.10％～0.45％、Mn：1.00％～1.39％、S：≤0.010％、P：≤0.020％、Nb：0.015％～0.040％、Ti：0.008％～0.030％、V：0～0.080％、Ni：0.10％～0.50％、Cr：0.15％～0.65％、Mo：0.15％～0.40％，制造方法包括冶炼、浇铸、加热、轧制、冷却、淬火和回火，其中，通过控制回火条件可以得到不同强度级别的焊接结构钢。

公开号为“CN201210564686”，发明名称为“一种355MPa级低焊接裂纹敏感性钢板及生产方法”，公开了一种化学成分为C：0.09％～0.13％，Si：0.25％～0.35％，Mn：1.20％～1.50％，P：≤0.015％，S：≤0.005％，Al：0.025％～0.04％，Nb：0.02％～0.05％，Ti：0.01％～0.03％，Cu：0.10％～0.3％，Ni：0.10％～0.3％，生产采用两阶段控制轧制+控制冷却+正火处理工艺，其产品屈服强度大于355MPa。

公开号为“CN200980000058”，发明名称为“高温强度和低温韧性优异的焊接结构用钢及其制造方法”，公开了一种化学成分为C：0.003～0.05％、Si：＜0.60％、Mn：0.6～2.0％、P：≤0.020％以下、S：≤0.010％以下、Cr：0.20～1.5％、Nb：0.005～0.05％，加热至1000～1300℃的温度，在800℃以上的温度结束热轧制，然后进行冷却。

公开号为“CN200580024252”，发明名称为“焊接热影响区的低温韧性优良的焊接结构用钢及其制造方法”，公开了一种化学成分为C：0.03％～0.12％、Si：0.05％～0.30％、Mn：1.2％～3.0％、P：≤0.015％、S：0.001％～0.015、Cu+Ni：≤0.10％、Ti：0.005％～0.030％、Nb：0.005％～0.10％。将该钢液采用连续铸造法铸造，并将此时二次冷却的从凝固点附近到800℃的冷却速度设定为0.06～0.6℃/s而获得铸坯，然后对铸坯进行热轧，并从800℃以上的温度开始冷却。

可见，焊接结构用钢生产大多添加了Cu、Cr、Ni、Nb等昂贵的合金元素，部分产品采用正火、回火工艺，生产成本较高。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种低成本、力学性能稳定、强韧性匹配良好和成型性能、焊接性能优良的抗拉强度520MPa级的焊接结构用热连轧钢板。

一种焊接结构用钢，由以下重量百分比成分组成：C：0.07～0.12％，Si：≤0.10％，Mn：1.30～1.60％，P：≤0.020％，S：≤0.015％，Ti：0.010～0.030％，余量为Fe和不可避免杂质。

进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述一种焊接结构用钢，由以下重量百分比成分组成：C：0.08～0.11％，Si：≤0.09％，Mn：1.38～1.53％，P：≤0.017％，S：≤0.009％，Ti：0.014～0.025％，余量为Fe和不可避免杂质。

上述所述一种焊接结构用钢，钢的屈服强度ReL≥365MPa，抗拉强度Rm：520～640MPa，延伸率A≥24.0％。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种采用低温加热、低温轧制和大变形量的控轧控冷工艺，制备焊接结构用钢。

上述所述焊接结构用钢的制备方法，包括以下步骤：

a、经过铁水脱硫、转炉冶炼，将钢水成分控制在上述所述焊接结构用钢的百分比成分范围内；

b、将a步骤钢水经过连铸→粗轧→精轧→冷却→卷曲主要步骤，制备成成品；

其中，连铸成200～230mm的连铸坯，板坯在1160～1200℃均热后，采用3～7道次进行粗轧，粗轧每道次变形量≥23％；粗轧成40～60mm厚中间坯，再经4～7机架进行精轧，终轧温度为780～820℃，以20～50℃/s的冷却速度快速冷却至580～620℃，卷取获得成品，成品厚度2.0～8.0mm。

进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述制备焊接结构用钢的方法，其中b步骤中连铸成200mm的连铸坯，板坯在1160℃均热后，粗轧成42mm厚中间坯，终轧温度为780℃，精轧后以50℃/s的冷却速度快速冷却至600℃，卷取获得成品，成品厚度2.0mm。

上述所述制备焊接结构用钢的方法，精轧以累计变形量≥85％，末机架变形量≥11％为控制目标分配每道次变形量。

本发明采用低C、中Mn的化学成分钢进行生产，并进行微钛处理，即采用Mn-Ti微合金化方式，避免了加入Cu、Ni等贵重元素。采用控轧控冷工艺，生产出铁素体+珠光体组织的520MPa级焊接结构用钢，产品具有强度高、力学性能稳定、强韧性匹配良好和成型性能、焊接性能优异的特点。本发明钢种合金成本低、轧制工艺控制简单且适应性较强，具有较好的推广应用前景。

具体实施方式

上述所述焊接结构用钢的制备方法，包括以下步骤：

下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

化学成分重量百分比为C：0.08％，Si：0.06％，Mn：1.38％，P：0.017％，S：0.009％，Ti：0.014％，余量为Fe和不可避免杂质元素组成；用常规连铸方法将其浇铸成230mm厚的连铸板坯；加热至1180℃进行粗轧，粗轧后中间板坯厚度在59mm，成品厚度为8.0mm；终轧温度为820℃；精轧后以20℃/s的冷速冷却到580℃卷取；其成品力学性能为屈服强度430MPa，抗拉强度537MPa，延伸率27.0％，-20℃的冲击功117J。

实施例2

化学成分重量百分比为C：0.11％，Si：0.09％，Mn：1.53％，P：0.014％，S：0.006％，Ti：0.025％，余量为Fe和不可避免杂质元素组成；用常规连铸方法将其浇铸成200mm厚的连铸板坯；加热至1160℃进行粗轧，粗轧后中间板坯厚度在42mm，成品厚度为2.0mm；终轧温度为780℃；精轧后以50℃/s的冷速冷却到600℃卷取；其成品力学性能为屈服强度475MPa，抗拉强度579MPa，延伸率30.5％。

实施例3

化学成分重量百分比为C：0.09％，Si：0.07％，Mn：1.41％，P：0.011％，S：0.007％，Ti：0.019％，余量为Fe和不可避免杂质元素组成；用常规连铸方法将其浇铸成200mm厚的连铸板坯；加热至1200℃进行粗轧，粗轧后中间板坯厚度在55mm，成品厚度为6.0mm；终轧温度为800℃；精轧后以35℃/s的冷速冷却到620℃卷取；其成品力学性能为屈服强度451MPa，抗拉强度557MPa，延伸率28.0％，-20℃的冲击功158J。

Claims

1.一种焊接结构用钢，其特征在于：由以下重量百分比成分组成：C：0.07～0.12％，Si：≤0.10％，Mn：1.30～1.60％，P：≤0.020％，S：≤0.015％，Ti：0.010～0.030％，余量为Fe和不可避免杂质。

2.根据权利要求1所述一种焊接结构用钢，其特征在于：由以下重量百分比成分组成：C：0.08～0.11％，Si：≤0.09％，Mn：1.38～1.53％，P：≤0.017％，S：≤0.009％，Ti：0.014～0.025％，余量为Fe和不可避免杂质。

3.根据权利要求1或2所述一种焊接结构用钢，其特征在于：钢的屈服强度ReL≥365MPa，抗拉强度Rm：520～640MPa，延伸率A≥24.0％。

4.制备权利要求1～3任一项所述焊接结构用钢的方法，其特征在于：包括以下步骤：

a、经过铁水脱硫、转炉冶炼，将钢水成分控制在权利要求1～2任一项所述焊接结构用钢的百分比成分范围内；

5.根据权利要求4所述制备焊接结构用钢的方法，其特征在于：b步骤中连铸成200mm的连铸坯，板坯在1160℃均热后，粗轧成42mm厚中间坯，终轧温度为780℃，精轧后以50℃/s的冷却速度快速冷却至600℃，卷取获得成品，成品厚度2.0mm。

6.根据权利要求4或5所述制备焊接结构用钢的方法，其特征在于：精轧以累计变形量≥85％，末机架变形量≥11％为控制目标分配每道次变形量。