CN105936964A - 一种高性能低屈强比桥梁用钢板的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高性能低屈强比桥梁用钢板的生产方法，轧制工艺采用II型控轧工艺，II阶段开轧温度≤800℃，晾钢厚度≥3倍轧制厚度，轧制过程中的40mm以上的压下量不少于3道次；回火工艺：回火温度：700℃±20℃，总加热时间:10min～30min；钢板的厚度为12mm～48mm。本发明严格控制轧制及冷却参数，钢板经热处理处理后，既获得了技术条件要求的各项力学性能指标又降低了生产成本，同时得到了更细小的组织结构和更佳的焊接性能；最大厚度规格48mm，满足国内、外桥梁钢不断增长市场用量的需求。

Description

一种高性能低屈强比桥梁用钢板的生产方法
技术领域
本发明涉及一种高性能低屈强比桥梁用钢板的生产方法，属于冶金技术领域。
背景技术
随着社会和经济的发展，桥梁钢在国内制造行业中用量逐渐增大，造桥技术也由原来的铆接改为焊接，向大跨度、高强度、轻结构、整体性好的方向发展，同时对材料性能要求越来越高。桥梁钢要求有较高的强度、韧性以及承受机车车辆的载荷和冲击，且要有良好的抗疲劳性、一定的低温韧性和耐大气腐蚀性。对于桥梁钢来说，对其安全性能要求较高，为确保兼具安全性能和经济性，钢板的屈强比应控制在0.83以下。为解决钢种强度水平的提高与焊接性能下降这一矛盾，以及降低生成成本，提高综合性能，世界各国进行了大量的研究工作，桥梁用钢经历了“碳钢-低合金钢-低碳微合金钢-低碳贝氏体钢”的发展阶段。
随着桥梁钢的不断发展，客户对钢板韧度、屈强比、焊接性等提出了更高的要求，如冲击韧性单值不能低于200J、屈强比≤0.78等，现有的生产技术无法满足日益增长的高强、厚板市场需求，开发高性能桥梁钢变得迫不及待。
发明内容
本发明提供一种高性能低屈强比桥梁用钢板的生产方法，严格控制轧制及冷却参数，钢板经热处理处理后，既获得了技术条件要求的各项力学性能指标又降低了生产成本，同时得到了更细小的组织结构和更佳的焊接性能。
本发明所采取的技术方案是：
一种高性能低屈强比桥梁用钢板的生产方法，轧制工艺：采用II型控轧工艺，II阶段开轧温度≤800℃，晾钢厚度≥3倍轧制厚度，轧制过程中的40mm以上的压下量不少于3道次；
回火工艺：回火温度：700℃±20℃，总加热时间:10min～30min。
优选的，钢板的厚度为12mm～48mm。
本发明中在轧制阶段采用低温开轧，可以在适于变形的温度区间完成连续大变形和应变积累，得到更加细化的变形奥氏体组织；在轧制后奥氏体向铁素体或贝氏体相变，晶粒度会更加细小。该工艺可有效打破水冷汽膜，实现对控轧钢板进行更高均匀性的冷却，充分细化原奥氏体的晶粒度，两相区轧制后组织转变后的铁素体或贝氏体晶粒尺寸大约20μm，晶粒度在10级以上，细化的铁素体相有利于降低屈强比以及钢板韧性指标。本发明的桥梁用钢板热处理工艺采用回火工艺，软化表面硬相组织，有利于产品的加工型良好。采用此工艺方式生产不仅能获得性能优良的产品。
本发明的钢种为：Q420qE，在成分上采用Nb-Ni-Cr微合金设计，其他成分符合GB/T714要求。
本发明采用Nb-Ni-Cr的微合金复合强化，经过特殊的热处理工艺，获得良好的强韧性匹配，同时又不降低焊接性。本发明中钢板组织为F+P+回火B，进而可以进一步降低屈强比。
经检测本发明的钢板的力学性能达到下列要求：屈强比≤0.78，板厚1/4处-40℃横向冲击≥200J、屈强比≤0.78。钢板采用回火热处理工艺，得到均匀的F+P+回火B。
本发明具有以下优点：（1）屈强比≤0.78，（2）板厚1/4处-40℃横向低温韧性高。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
本发明严格控制轧制及冷却参数，钢板经热处理处理后，既获得了技术条件要求的各项力学性能指标又降低了生产成本，同时得到了更细小的组织结构和更佳的焊接性能。
本发明的钢板最大厚度规格48mm，满足国内、外桥梁钢不断增长市场用量的需求。
附图说明：
图1、图2分别为实施例1制备的钢板板厚1/4处的金相500 X和100X微观组织图；
图3、图4分别为实施例2制备的钢板板厚1/4处的金相500 X和100X微观组织图；
图5、图6分别为实施例3制备的钢板板厚1/4处的金相500 X和100X微观组织图；
图7、图8分别为实施例4制备的钢板板厚1/4处的金相500 X和100X微观组织图；
图9、图10分别为实施例5制备的钢板板厚1/4处的金相500 X和100X微观组织图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步地说明；
实施例1
本实施例中Q420qE钢板的轧成厚度为：12mm。
按下述工艺制备：
（1）轧制工艺：采用II型控轧工艺，II阶段开轧温度790℃，晾钢厚度45mm，轧制过程中40mm以上的压下量有5道次；
（2）回火工艺，回火温度：680℃，总加热时间:10min。
取样检验，其力学性能：屈服强度512MPa，抗拉强度680MPa，延伸：30%，板厚1/4处，-40℃冲击功AKV（横向）313J、309J、302J，屈强比：0.75，得到合格的成品钢板。图1、图2分别为钢板板厚1/4处的金相500 X和100X微观组织图，由图1、图2可知，组织为F+P+回火B，组织均匀，板厚1/4处组织的晶粒度为12级左右。
实施例2
本实施例中Q420qE钢板的轧成厚度为：20mm。
按下述工艺制备：
（1）轧制工艺：采用II型控轧工艺，II阶段开轧温度765℃，晾钢厚度70mm，轧制过程中40mm以上的压下量有5道次；
（2）回火工艺，回火温度：700℃，总加热时间:15min。
取样检验，其力学性能：屈服强度492MPa，抗拉强度670MPa，延伸：33%，板厚1/4处，-40℃冲击功AKV（横向）293J、329J、310J，屈强比：0.73，得到合格的成品钢板。图3、图4分别为钢板板厚1/4处的金相500 X和100X微观组织图，由图3、图4可知，组织为F+P+回火B，组织均匀，板厚1/4处组织的晶粒度为11.5级左右。
实施例3
本实施例中Q420qE钢板的轧成厚度为：32mm。
按下述工艺制备：
（1）轧制工艺：采用II型控轧工艺，II阶段开轧温度780℃，晾钢厚度90mm，轧制过程中40mm以上的压下量有6道次；
（2）回火工艺，回火温度：710℃，总加热时间:20min。
取样检验，其力学性能：屈服强度499MPa，抗拉强度685MPa，延伸：30%，板厚1/4处，-40℃冲击功AKV（横向）313J、309J、302J，屈强比：0.75，得到合格的成品钢板。图5、图6分别为钢板板厚1/4处的金相500 X和100X微观组织图，由图5、图6可知，组织为F+P+回火B，组织均匀，板厚1/4处组织的晶粒度为11级左右。
实施例4
本实施例中Q420qE钢板的轧成厚度为：40mm。
按下述工艺制备：
（1）轧制工艺：采用II型控轧工艺，II阶段开轧温度750℃，晾钢厚度100mm，轧制过程中40mm以上的压下量有6道次；
（2）回火工艺，回火温度：720℃，总加热时间:25min。
取样检验，其力学性能：屈服强度479MPa，抗拉强度665MPa，延伸：32%，板厚1/4处，-40℃冲击功AKV（横向）323J、339J、332J，屈强比：0.72，得到合格的成品钢板。图7、图8分别为钢板板厚1/4处的金相500 X和100X微观组织图，由图7、图8可知，组织为F+P+回火B，组织均匀，板厚1/4处组织的晶粒度为10级左右。
实施例5
本实施例中Q420qE钢板的轧成厚度为：48mm。
（1）轧制工艺：采用II型控轧工艺，II阶段开轧温度800℃，晾钢厚度120mm，轧制过程中40mm以上的压下量有4道次；
（2）回火工艺，回火温度：720℃，总加热时间:30min。
取样检验，其力学性能：屈服强度482MPa，抗拉强度655MPa，延伸：29%，板厚1/4处，-40℃冲击功AKV（横向）273J、219J、252J，屈强比：0.74，得到合格的成品钢板。图9、图10分别为钢板板厚1/4处的金相500 X和100X微观组织图，由图9、图10可知，组织为F+P+回火B，组织均匀，板厚1/4处组织的晶粒度为11级左右。

Claims (2)

1.一种高性能低屈强比桥梁用钢板的生产方法，其特征在于：
轧制工艺：采用II型控轧工艺，II阶段开轧温度≤800℃，晾钢厚度≥3倍轧制厚度，轧制过程中的40mm以上的压下量不少于3道次；
回火工艺：回火温度：700℃±20℃，总加热时间:10min～30min。
2.根据权利要求１所述的一种高性能低屈强比桥梁用钢板的生产方法，其特征在于所述钢板的厚度为12mm～48mm。
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