CN105132805B - 一种含钒焊接结构用钢及其制备方法 - Google Patents
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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级含钒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：0.05～0.12％，Si：≤0.10％，Mn：0.70～1.00％，P：≤0.020％，S：≤0.015％，Ti：0.010～0.030％，V：0.05～0.10％，余量为Fe和不可避免杂质。本发明采用Mn‑V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
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级含钒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级的含钒焊接结构用热连轧钢板。
一种含钒焊接结构用钢，由以下重量百分比成分组成：C：0.05～0.12％，Si：≤0.10％，Mn：0.70～1.00％，P：≤0.020％，S：≤0.015％，Ti：0.010～0.030％，V：0.05～0.10％，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，上述所述一种含钒焊接结构用钢，由以下重量百分比成分组成：C：0.07～0.10％，Si：≤0.09％，Mn：0.73～0.98％，P：≤0.018％，S：≤0.009％，Ti：0.015～0.022％，V：0.06～0.10％，余量为Fe和不可避免杂质。
上述所述一种含钒焊接结构用钢，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的工艺，制备焊接结构用钢。
上述所述含钒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1200～1240℃均热后，采用3～7道次进行粗轧；粗轧成40～60mm厚中间坯，再经4～7机架进行精轧，终轧温度为820～870℃，以30～80℃/s的冷却速度快速冷却至580～620℃，卷取获得成品，成品厚度3.0～12.0mm。
进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述制备含钒焊接结构用钢的方法，其中b步骤中连铸成230mm的连铸坯，板坯在1240℃均热后，粗轧成44mm厚中间坯，终轧温度为820℃，精轧后以70℃/s的冷却速度快速冷却至600℃，卷取获得成品，成品厚度3.0mm。
上述所述制备含钒焊接结构用钢的方法，成品钢的屈服强度ReL：507MPa，抗拉强度Rm：596MPa，延伸率A：29.5％。
本发明采用低C、中Mn的化学成分钢进行生产，并进行处理，即采用Mn-V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
一种含钒焊接结构用钢，由以下重量百分比成分组成：C：0.05～0.12％，Si：≤0.10％，Mn：0.70～1.00％，P：≤0.020％，S：≤0.015％，Ti：0.010～0.030％，V：0.05～0.10％，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，上述所述一种含钒焊接结构用钢，由以下重量百分比成分组成：C：0.07～0.10％，Si：≤0.09％，Mn：0.73～0.98％，P：≤0.018％，S：≤0.009％，Ti：0.015～0.022％，V：0.06～0.10％，余量为Fe和不可避免杂质。
上述所述一种含钒焊接结构用钢，钢的屈服强度ReL≥365MPa，抗拉强度Rm：520～640MPa，延伸率A≥24.0％。
上述所述含钒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1200～1240℃均热后，采用3～7道次进行粗轧；粗轧成40～60mm厚中间坯，再经4～7机架进行精轧，终轧温度为820～870℃，以30～80℃/s的冷却速度快速冷却至580～620℃，卷取获得成品，成品厚度3.0～12.0mm。
进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述制备含钒焊接结构用钢的方法，其中b步骤中连铸成230mm的连铸坯，板坯在1240℃均热后，粗轧成44mm厚中间坯，终轧温度为820℃，精轧后以70℃/s的冷却速度快速冷却至600℃，卷取获得成品，成品厚度3.0mm。
上述所述制备含钒焊接结构用钢的方法，成品钢的屈服强度ReL：507MPa，抗拉强度Rm：596MPa，延伸率A：29.5％。
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：0.07％，Si：0.05％，Mn：0.85％，P：0.015％，S：0.007％，V：0.06％，Ti：0.018％，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1220℃进行粗轧，粗轧后中间板坯厚度在48mm，成品厚度为7.0mm；终轧温度为850℃；精轧后以47℃/s的冷速冷却到620℃卷取；其成品力学性能为屈服强度472MPa，抗拉强度563MPa，延伸率27.5％。
实施例2
化学成分重量百分比为C：0.10％，Si：0.09％，Mn：0.98％，P：0.013％，S：0.009％，V：0.08％，Ti：0.022％，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59mm，成品厚度为12.0mm；终轧温度为870℃；精轧后以35℃/s的冷速冷却到580℃卷取；其成品力学性能为屈服强度449MPa，抗拉强度548MPa，延伸率26.0％。
实施例3
化学成分重量百分比为C：0.08％，Si：0.07％，Mn：0.73％，P：0.018％，S：0.004％，V：0.10％，Ti：0.015％，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1240℃进行粗轧，粗轧后中间板坯厚度在44mm，成品厚度为3.0mm；终轧温度为820℃；精轧后以70℃/s的冷速冷却到600℃卷取；其成品力学性能为屈服强度507MPa，抗拉强度596MPa，延伸率29.5％。
Claims (1)
1.一种含钒焊接结构用钢，其特征在于：由以下重量百分比成分组成：C：0.08％，Si：0.07％，Mn：0.73％，P：0.018％，S：0.004％，Ti：0.015％，V：0.10％，余量为Fe和不可避免杂质；
其制备方法为：用常规连铸方法将其浇铸成230mm厚的连铸板坯；加热至1240℃进行粗轧，粗轧后中间板坯厚度在44mm，成品厚度为3.0mm；终轧温度为820℃；精轧后以70℃/s的冷速冷却到600℃卷取；
其成品力学性能为屈服强度507MPa，抗拉强度596MPa，延伸率29.5％。
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