CN105603334A - 一种用于水利的低合金高强度钢板及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于水利的低合金高强度钢板及其生产方法,其材料按照质量百分含量的化学成分包括:C:0.04-0.15%、Si:0.15-0.4%、Mn:1.3-2%、Ti:0.013-0.018%、Ni:2.5-3.5%、Cr:8-12%、Nb:0.05-0.15%、Al:0.05-0.25%、Mo:0.35-0.4%、RE:0.01-0.02%、Cu:0.04-0.08%、W:0.02-0.06%、Ca:0.001-0.002%、P:≤0.002%、S:≤0.002%、N≤0.004%、O≤0.0015%、余量为Fe。本发明的钢板以铁素体为主的组织,铁素体具有良好的塑性和韧性,低温冲击韧性良好,进一步改善针状铁素体的分布和粒径;针状铁素体的分布可以对水利中的水的抗腐蚀性有明显改善,尤其对于中国特定的水质具有良好的抗腐蚀能力,同时大大的提高抗拉强度,改善钢板的最终性能;可以改善微观组织内的各相分布,优化性能。
Description
技术领域
本发明涉及水利工程技术领域,具体是一种用于水利的低合金高强度钢板及其生产方法。
背景技术
在水利工程技术领域,往往会用钢板作为水闸或水利用的其他部件。钢板长期处于潮湿多水、风吹日晒、沙尘侵蚀的恶劣环境中,极易产生化学锈蚀,中国水质复杂,生活污水或工业污水成分复杂,极易产生各种化学锈蚀;而且钢板受力复杂,随着水压以及潮汐的作用,其内部的拉、压、弯、扭等都会出现并瞬时变化,这些复杂外力的作用,除了使金属材料产生疲劳外,钢板也会具有特定情况的腐蚀以及磨损。对于这种使用条件苛刻的钢板,如果没有抵抗上述问题的性能,其使用寿命会大大降低,从而影响水利工程的安全。
我国是一个淡水资源短缺的国家,但目前淡水水体受到的污染程度之深、范围之广,已经成为众多环境问题中的一个突出问题。全国七大水系普遍受到污染,城市内湖中氮、磷污染较重,水质普遍较差,污染淡水水体已成为我国一种典型而普遍的水环境。淡水水体是金属材料服役的重要场所,淡水水体遭受污染后,服役环境发生改变,必然带来金属材料腐蚀行为与规律的变化。大量工业废水和生活污水排人河道及湖泊,使地表水系遭到严重污染,生态环境恶化,水体中酸、碱、盐及某些有机物等腐蚀性强的污染物质增加,加快了金属材料的腐蚀速度,因此,有必要开发一种耐淡水腐蚀钢板,以减少由于淡水腐蚀所带来的损失。
在公开的标准BSEN1993-5:2007、美标A572/A572M-07、JISA5528:2006和中国国家标准GB/T20933-2007没有提到淡水腐蚀的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗拉强度高、抗腐蚀能力强的用于水利的低合金高强度钢板及其生产方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种用于水利的低合金高强度钢板,其材料按照质量百分含量的化学成分包括:C:0.04-0.15%、Si:0.15-0.4%、Mn:1.3-2%、Ti:0.013-0.018%、Ni:2.5-3.5%、Cr:8-12%、Nb:0.05-0.15%、Al:0.05-0.25%、Mo:0.35-0.4%、RE:0.01-0.02%、Cu:0.04-0.08%、W:0.02-0.06%、Ca:0.001-0.002%、P:≤0.002%、S:≤0.002%、N≤0.004%、O≤0.0015%、余量为Fe。
作为本发明进一步的方案:所述用于水利的低合金高强度钢板,其材料按照质量百分含量的化学成分包括:C:0.08-0.12%、Si:0.22-0.35%、Mn:1.5-1.8%、Ti:0.014-0.017%、Ni:2.8-3.2%、Cr:9-11%、Nb:0.08-0.12%、Al:0.1-0.15%、Mo:0.36-0.39%、RE:0.012-0.018%、Cu:0.05-0.07%、W:0.03-0.05%、Ca:0.0012-0.0018%、P:≤0.002%、S:≤0.002%、N:≤0.004%、O:≤0.0015%、余量为Fe。
作为本发明再进一步的方案:所述用于水利的低合金高强度钢板,其材料按照质量百分含量的化学成分包括:C:0.1%、Si:0.3%、Mn:1.6%、Ti:0.016%、Ni:3%、Cr:10%、Nb:0.1%、Al:0.12%、Mo:0.37%、RE:0.015%、Cu:0.06、W:0.04%、Ca:0.0015%、P:0.0015%、S:0.0015%、N:0.003%、O:0.001%、余量为Fe。
所述用于水利的低合金高强度钢板的生产方法,具体步骤如下:
(1)按照材料的质量百分含量进行设计后进行转炉冶炼,LF炉、VD炉精炼后进行连铸得到连铸坯料;
(2)对步骤(1)得到的连铸坯料进行均热处理,温度为1150-1250℃,保温2-2.5h;
(3)对出炉后的坯料进行高压水除磷处理;
(4)对除磷后的坯料立即进行两阶段控制轧制,第一阶段轧制开轧时板坯的厚度为所述坯料的厚度,第一阶段轧制的开轧温度为1160–1180℃,第一阶段轧制的终轧温度为980-1000℃,第一阶段轧制的轧制道次数为5-10;第二阶段轧制开轧时板坯的厚度为2-3.5倍所述生产得到的用于水利的低合金高强度钢板的厚度,第二阶段轧制的开轧温度为880-920℃,第二阶段轧制的终轧温度为820-840℃,第二阶段轧制的轧制道次数为5-7;
(5)终轧后的钢板进行空冷后水冷,使钢板在入水前80%以上的奥氏体转变为先共析铁素体;
(6)对步骤(4)后得到的钢板加热后再进行层流冷却,加热温度为780-800℃,冷却为先快速冷却后空冷,快速冷却时的冷却速度为10-20℃/s;
(7)将层流冷却后的钢板进行三次的退火处理,第一次退火温度为770-790℃,退火时间为50-70min,第二次退火温度为780-800℃,退火时间为70-90min,第三次退火温度为790-810℃,退火时间为110-130min,然后进行550-600℃的回火处理。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明的钢板以铁素体为主的组织,铁素体具有良好的塑性和韧性,低温冲击韧性良好,-40℃冲击功可以达到132J以上,屈服强度在395-418MPa之间,抗拉强度在546-560MPa之间,计以进一步改善针状铁素体的分布和粒径;针状铁素体的分布可以对水利中的水的抗腐蚀性有明显改善,尤其对于中国特定的水质具有良好的抗腐蚀能力,同时大大的提高抗拉强度,改善钢板的最终性能;可以改善微观组织内的各相分布,优化性能。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种用于水利的低合金高强度钢板,其材料按照质量百分含量的化学成分包括:C:0.04%、Si:0.15%、Mn:1.3%、Ti:0.013%、Ni:2.5%、Cr:8%、Nb:0.05%、Al:0.05%、Mo:0.35%、RE:0.01%、Cu:0.04%、W:0.02%、Ca:0.001%、P:0.001%、S:0.001%、N:0.002%、O:0.0005%、余量为Fe。
所述用于水利的低合金高强度钢板的生产方法,具体步骤如下:
(1)按照材料的质量百分含量进行设计后进行转炉冶炼,LF炉、VD炉精炼后进行连铸得到连铸坯料;
(2)对步骤(1)得到的连铸坯料进行均热处理,温度为1150℃,保温2h;
(3)对出炉后的坯料进行高压水除磷处理;
(4)对除磷后的坯料立即进行两阶段控制轧制,第一阶段轧制开轧时板坯的厚度为所述坯料的厚度,第一阶段轧制的开轧温度为1160℃,第一阶段轧制的终轧温度为980℃,第一阶段轧制的轧制道次数为5;第二阶段轧制开轧时板坯的厚度为2倍所述生产得到的用于水利的低合金高强度钢板的厚度,第二阶段轧制的开轧温度为880℃,第二阶段轧制的终轧温度为820℃,第二阶段轧制的轧制道次数为5;
(5)终轧后的钢板进行空冷后水冷,使钢板在入水前80%以上的奥氏体转变为先共析铁素体;
(6)对步骤(4)后得到的钢板加热后再进行层流冷却,加热温度为780℃,冷却为先快速冷却后空冷,快速冷却时的冷却速度为10℃/s;
(7)将层流冷却后的钢板进行三次的退火处理,第一次退火温度为770℃,退火时间为50min,第二次退火温度为780℃,退火时间为70min,第三次退火温度为790℃,退火时间为110min,然后进行550℃的回火处理。
实施例2
一种用于水利的低合金高强度钢板,其材料按照质量百分含量的化学成分包括:C:0.08%、Si:0.22%、Mn:1.5%、Ti:0.014%、Ni:2.8%、Cr:9%、Nb:0.08%、Al:0.1%、Mo:0.36%、RE:0.012%、Cu:0.05%、W:0.03%、Ca:0.0012%、P:0.0012%、S:0.0012%、N:0.0025%、O:0.0008%、余量为Fe。
所述用于水利的低合金高强度钢板的生产方法,具体步骤如下:
(1)按照材料的质量百分含量进行设计后进行转炉冶炼,LF炉、VD炉精炼后进行连铸得到连铸坯料;
(2)对步骤(1)得到的连铸坯料进行均热处理,温度为1180℃,保温2.1h;
(3)对出炉后的坯料进行高压水除磷处理;
(4)对除磷后的坯料立即进行两阶段控制轧制,第一阶段轧制开轧时板坯的厚度为所述坯料的厚度,第一阶段轧制的开轧温度为1165℃,第一阶段轧制的终轧温度为985℃,第一阶段轧制的轧制道次数为6;第二阶段轧制开轧时板坯的厚度为2.3倍所述生产得到的用于水利的低合金高强度钢板的厚度,第二阶段轧制的开轧温度为890℃,第二阶段轧制的终轧温度为825℃,第二阶段轧制的轧制道次数为6;
(5)终轧后的钢板进行空冷后水冷,使钢板在入水前80%以上的奥氏体转变为先共析铁素体;
(6)对步骤(4)后得到的钢板加热后再进行层流冷却,加热温度为785℃,冷却为先快速冷却后空冷,快速冷却时的冷却速度为12℃/s;
(7)将层流冷却后的钢板进行三次的退火处理,第一次退火温度为775℃,退火时间为55min,第二次退火温度为785℃,退火时间为75min,第三次退火温度为795℃,退火时间为115min,然后进行560℃的回火处理。
实施例3
一种用于水利的低合金高强度钢板,其材料按照质量百分含量的化学成分包括:C:0.1%、Si:0.3%、Mn:1.6%、Ti:0.016%、Ni:3%、Cr:10%、Nb:0.1%、Al:0.12%、Mo:0.37%、RE:0.015%、Cu:0.06、W:0.04%、Ca:0.0015%、P:0.0015%、S:0.0015%、N:0.003%、O:0.001%、余量为Fe。
所述用于水利的低合金高强度钢板的生产方法,具体步骤如下:
(1)按照材料的质量百分含量进行设计后进行转炉冶炼,LF炉、VD炉精炼后进行连铸得到连铸坯料;
(2)对步骤(1)得到的连铸坯料进行均热处理,温度为1200℃,保温2.2h;
(3)对出炉后的坯料进行高压水除磷处理;
(4)对除磷后的坯料立即进行两阶段控制轧制,第一阶段轧制开轧时板坯的厚度为所述坯料的厚度,第一阶段轧制的开轧温度为1170℃,第一阶段轧制的终轧温度为990℃,第一阶段轧制的轧制道次数为8;第二阶段轧制开轧时板坯的厚度为2.6倍所述生产得到的用于水利的低合金高强度钢板的厚度,第二阶段轧制的开轧温度为900℃,第二阶段轧制的终轧温度为830℃,第二阶段轧制的轧制道次数为7;
(5)终轧后的钢板进行空冷后水冷,使钢板在入水前80%以上的奥氏体转变为先共析铁素体;
(6)对步骤(4)后得到的钢板加热后再进行层流冷却,加热温度为790℃,冷却为先快速冷却后空冷,快速冷却时的冷却速度为15℃/s;
(7)将层流冷却后的钢板进行三次的退火处理,第一次退火温度为780℃,退火时间为60min,第二次退火温度为790℃,退火时间为80min,第三次退火温度为800℃,退火时间为120min,然后进行580℃的回火处理。
实施例4
一种用于水利的低合金高强度钢板,其材料按照质量百分含量的化学成分包括:C:0.12%、Si:0.35%、Mn:1.8%、Ti:0.017%、Ni:3.2%、Cr:11%、Nb:0.12%、Al:0.15%、Mo:0.39%、RE:0.018%、Cu:0.07%、W:0.05%、Ca:0.0018%、P:0.0018%、S:0.0018%、N:≤0.0035%、O:0.0012%、余量为Fe。
所述用于水利的低合金高强度钢板的生产方法,具体步骤如下:
(1)按照材料的质量百分含量进行设计后进行转炉冶炼,LF炉、VD炉精炼后进行连铸得到连铸坯料;
(2)对步骤(1)得到的连铸坯料进行均热处理,温度为1220℃,保温2.4h;
(3)对出炉后的坯料进行高压水除磷处理;
(4)对除磷后的坯料立即进行两阶段控制轧制,第一阶段轧制开轧时板坯的厚度为所述坯料的厚度,第一阶段轧制的开轧温度为1175℃,第一阶段轧制的终轧温度为995℃,第一阶段轧制的轧制道次数为9;第二阶段轧制开轧时板坯的厚度为3.2倍所述生产得到的用于水利的低合金高强度钢板的厚度,第二阶段轧制的开轧温度为910℃,第二阶段轧制的终轧温度为835℃,第二阶段轧制的轧制道次数为5;
(5)终轧后的钢板进行空冷后水冷,使钢板在入水前80%以上的奥氏体转变为先共析铁素体;
(6)对步骤(4)后得到的钢板加热后再进行层流冷却,加热温度为795℃,冷却为先快速冷却后空冷,快速冷却时的冷却速度为18℃/s;
(7)将层流冷却后的钢板进行三次的退火处理,第一次退火温度为785℃,退火时间为65min,第二次退火温度为795℃,退火时间为85min,第三次退火温度为805℃,退火时间为125min,然后进行590℃的回火处理。
实施例5
一种用于水利的低合金高强度钢板,其材料按照质量百分含量的化学成分包括:C:0.15%、Si:0.4%、Mn:2%、Ti:0.018%、Ni:3.5%、Cr:12%、Nb:0.15%、Al:0.25%、Mo:0.4%、RE:0.02%、Cu:0.08%、W:0.06%、Ca:0.002%、P:0.002%、S:0.002%、N:0.004%、O:0.0015%、余量为Fe。
所述用于水利的低合金高强度钢板的生产方法,具体步骤如下:
(1)按照材料的质量百分含量进行设计后进行转炉冶炼,LF炉、VD炉精炼后进行连铸得到连铸坯料;
(2)对步骤(1)得到的连铸坯料进行均热处理,温度为1250℃,保温2.5h;
(3)对出炉后的坯料进行高压水除磷处理;
(4)对除磷后的坯料立即进行两阶段控制轧制,第一阶段轧制开轧时板坯的厚度为所述坯料的厚度,第一阶段轧制的开轧温度为1180℃,第一阶段轧制的终轧温度为1000℃,第一阶段轧制的轧制道次数为10;第二阶段轧制开轧时板坯的厚度为3.5倍所述生产得到的用于水利的低合金高强度钢板的厚度,第二阶段轧制的开轧温度为920℃,第二阶段轧制的终轧温度为840℃,第二阶段轧制的轧制道次数为6;
(5)终轧后的钢板进行空冷后水冷,使钢板在入水前80%以上的奥氏体转变为先共析铁素体;
(6)对步骤(4)后得到的钢板加热后再进行层流冷却,加热温度为800℃,冷却为先快速冷却后空冷,快速冷却时的冷却速度为20℃/s;
(7)将层流冷却后的钢板进行三次的退火处理,第一次退火温度为790℃,退火时间为70min,第二次退火温度为800℃,退火时间为90min,第三次退火温度为810℃,退火时间为130min,然后进行600℃的回火处理。
本发明的各实施例的力学性能测试结果如表1所示:
本发明的钢板以铁素体为主的组织,铁素体具有良好的塑性和韧性,低温冲击韧性良好,-40℃冲击功可以达到132J以上,屈服强度在395-418MPa之间,抗拉强度在546-560MPa之间,计以进一步改善针状铁素体的分布和粒径;针状铁素体的分布可以对水利中的水的抗腐蚀性有明显改善,尤其对于中国特定的水质具有良好的抗腐蚀能力,同时大大的提高抗拉强度,改善钢板的最终性能;可以改善微观组织内的各相分布,优化性能。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明,但是本专利并不限于上述实施方式,在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (4)
1.一种用于水利的低合金高强度钢板,其特征在于,其材料按照质量百分含量的化学成分包括:C:0.04-0.15%、Si:0.15-0.4%、Mn:1.3-2%、Ti:0.013-0.018%、Ni:2.5-3.5%、Cr:8-12%、Nb:0.05-0.15%、Al:0.05-0.25%、Mo:0.35-0.4%、RE:0.01-0.02%、Cu:0.04-0.08%、W:0.02-0.06%、Ca:0.001-0.002%、P:≤0.002%、S:≤0.002%、N≤0.004%、O≤0.0015%、余量为Fe。
2.根据权利要求1所述的用于水利的低合金高强度钢板,其特征在于,其材料按照质量百分含量的化学成分包括:C:0.08-0.12%、Si:0.22-0.35%、Mn:1.5-1.8%、Ti:0.014-0.017%、Ni:2.8-3.2%、Cr:9-11%、Nb:0.08-0.12%、Al:0.1-0.15%、Mo:0.36-0.39%、RE:0.012-0.018%、Cu:0.05-0.07%、W:0.03-0.05%、Ca:0.0012-0.0018%、P:≤0.002%、S:≤0.002%、N:≤0.004%、O:≤0.0015%、余量为Fe。
3.根据权利要求1所述的用于水利的低合金高强度钢板,其特征在于,其材料按照质量百分含量的化学成分包括:C:0.1%、Si:0.3%、Mn:1.6%、Ti:0.016%、Ni:3%、Cr:10%、Nb:0.1%、Al:0.12%、Mo:0.37%、RE:0.015%、Cu:0.06、W:0.04%、Ca:0.0015%、P:0.0015%、S:0.0015%、N:0.003%、O:0.001%、余量为Fe。
4.一种如权利要求1-3任一所述的用于水利的低合金高强度钢板的生产方法,其特征在于,具体步骤如下:
(1)按照材料的质量百分含量进行设计后进行转炉冶炼,LF炉、VD炉精炼后进行连铸得到连铸坯料;
(2)对步骤(1)得到的连铸坯料进行均热处理,温度为1150-1250℃,保温2-2.5h;
(3)对出炉后的坯料进行高压水除磷处理;
(4)对除磷后的坯料立即进行两阶段控制轧制,第一阶段轧制开轧时板坯的厚度为所述坯料的厚度,第一阶段轧制的开轧温度为1160–1180℃,第一阶段轧制的终轧温度为980-1000℃,第一阶段轧制的轧制道次数为5-10;第二阶段轧制开轧时板坯的厚度为2-3.5倍所述生产得到的用于水利的低合金高强度钢板的厚度,第二阶段轧制的开轧温度为880-920℃,第二阶段轧制的终轧温度为820-840℃,第二阶段轧制的轧制道次数为5-7;
(5)终轧后的钢板进行空冷后水冷,使钢板在入水前80%以上的奥氏体转变为先共析铁素体;
(6)对步骤(4)后得到的钢板加热后再进行层流冷却,加热温度为780-800℃,冷却为先快速冷却后空冷,快速冷却时的冷却速度为10-20℃/s;
(7)将层流冷却后的钢板进行三次的退火处理,第一次退火温度为770-790℃,退火时间为50-70min,第二次退火温度为780-800℃,退火时间为70-90min,第三次退火温度为790-810℃,退火时间为110-130min,然后进行550-600℃的回火处理。
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