CN105950849A - 一种低屈强比690MPa级高强钢板的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低屈强比690MPa级高强钢板的生产工艺,钢板采用Cu‑Ni‑Mo‑Cr微合金复合成分设计,其主要化学成分的重量百分比为:Cr:0.40~0.60%,Mo:0.40~0.60%,Cu:0.20~0.35%,Ni:0.7~1.0%,钢板组织为回火B+F,屈强比≤0.85。本发明通过对Cu‑Ni‑Mo‑Cr系微合金元素进行优化设计,并严格控制轧制及冷却工艺,获得良好力学性能的高强钢板,实现了结构用690MPa级别高强度钢板的国产化。
Description
技术领域
本发明涉及一种低屈强比690MPa级高强钢的生产工艺,属于钢铁冶金技术领域。
背景技术
国内工程机械行业用70kg级高强钢大多来自进口如日本WELTEN70C 、SUMITEN70、瑞典SUMTIN690、美国A514Gr.B及德国DILLINGER钢铁公司生产的DILLMAX690钢板,德国DILLINGER钢铁公司生产的DILLMAX690钢板内C(0.18%)含量较高、Cr(1.50%)、Ni(1.80%)合金含量较高,钢板成本价格上升。上述几种进口钢价格普遍很高。
随着高强钢在国内制造行业中呈现出用量逐渐增大,尤其是随钢结构建筑的迅猛发展,对建筑用钢板的强韧度、屈强比、焊接性等提出了更高的要求,国内某些钢铁厂家只能生产460MPa级别以下的低屈强比要求的钢板,并且规格范围较窄,均在50mm以下,无法满足日益增长的高强、厚板市场需求。
我国结构用高强度钢板的供应紧张,高强度级别钢板长期依赖进口,对我国的民族工业发展造成不利局面。尤其结构用690MPa级别钢板技术含量高、开发难度大,给研制开发带来困难,因此,研制高强度级别钢板,实现结构用高强度钢板的国产化,对振兴民族工业具有重大意义。
发明内容
本发明提供一种低屈强比690MPa级高强钢板的生产工艺,通过对Cu-Ni-Mo-Cr系微合金元素进行优化设计,并严格控制轧制及冷却工艺,获得良好力学性能的高强钢板,实现了结构用690MPa级别高强度钢板的国产化。
本发明所采取的技术方案是:
一种低屈强比690MPa级高强钢板的生产工艺,轧制工艺采用II型控轧工艺,一阶段轧制后,钢板先冷却,返红温度750℃以下;第二阶段开轧温度≤750℃;轧后钢板入ACC快速冷却,返红温度550℃~600℃;回火工艺:钢板回火温度为250~300℃,加热系数为1.5min/mm。
优选的,钢板采用Cu-Ni-Mo-Cr微合金复合成分设计,其主要化学成分的重量百分比为:Cr:0.40~0.60%,Mo:0.40~0.60%,Cu:0. 20~0.35%,Ni:0.7~1.0%,[l1]
优选的,钢板组织为回火B+F(贝氏体+铁素体),屈强比≤0.85。
优选的,钢板厚度为40mm~70mm。
本发明得到的钢板屈强比≤0.85;高韧性,板厚1/4处-40℃横向低温冲击韧性≥100J;强度级别高,达到690MPa级别。
本发明的低屈强比690MPa级钢板采用Cu-Ni-Mo-Cr系微合金元素复合强化,经过合理的热处理工艺,获得良好的强韧性匹配,同时又不降低厚板的焊接性能。
本发明中Cr含量在0.4~0.6%,Cr能增加奥氏体过冷能力,降低马氏体和贝氏体的转变温度,促进贝氏体的形成,提高低温冲击韧性和降低冷脆转变温度;Mo含量在0.4~0.6%,适量的Mo能显著增加钢的淬透性,推迟过冷奥氏体向珠光体转变,钢板轧后再经过ACC快速冷却,基本可以消除钢中珠光体的生成;Cu-Ni复合在控轧上能更多的产生第二相F组织,进而可以进一步降低屈强比。本发明钢板的交货状态为TMCP+回火。
II型控轧工艺,通过对奥氏体低温区进行控制轧制,得到了更细小的组织结构,并且能显著增强钢板的强度。
为了获得最佳效果,本发明选取在250~300℃对钢板进行回火处理,以获得良好的力学性能和加工性能。
采用本发明的方法进行生产,实现了较低合金含量的化学成分设计,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,同时和更佳的焊接性能;最大厚度规格70mm,满足国内、外采油平台不断增长市场用量的需求。
经检测本发明的钢板力学性能达到下列要求:Rp0.2≥690MPa,Rm≥750MPa,A≥18%,板厚1/4处-40℃横向冲击≥100J。
由于本发明钢有优良的综合性能,目前用于机械工程、水电工程上,强度和冲击韧性有相当大的富裕量、屈强比低,也可广泛推广应用于建筑、工程支架及其它行业,具有很好的应用前景。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于:
本发明通过对Cu-Ni-Mo-Cr系微合金元素进行优化设计,并严格控制轧制及冷却工艺,获得良好力学性能的高强钢板,实现了结构用690MPa级别高强度钢板的国产化,对振兴民族工业具有重要意义;
本发明采用低合金设计,并且工艺简单,不用增加设备,成本低,具有良好的市场前景。
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。
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Q690E钢板的实际成分(按重量百分比)为:C:0.09%,Si:0.33%,Mn:1.55%,P:0.012%,S:0.001%,Cr:0.40%,Mo:0.40%,Cu:0. 22%,Ni:0.75%,其余为铁和不可避免的杂质;钢板厚度40mm。
按下述工艺制备:
(1)轧制工艺采用II型控轧工艺,一阶段轧制温度1050℃,钢板先冷却返红温度730℃;第二阶段开轧温度700℃。轧后钢板入ACC快速冷却,钢板入水温度22℃,返红温度570℃。
(2)回火工艺:回火温度为250℃,加热系数1.5min/mm。
对钢板进行取样检验,其力学性能:屈服强度755MPa,抗拉强度900MPa,延伸:22%,板厚1/4处-40℃冲击功AKV(横向)173、189、202J,屈强比:0.84,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,组织为回火B+F,组织均匀,板厚1/4处组织的晶粒度为8.0级左右。
实施例2
本实施例中Q690E钢板的实际成分(按重量百分比)为:C:0.12%,Si:0.35%,Mn:1.50%,P:0.010%,S:0.001%,Cr:0.49%,Mo:0.50%,Cu:0.20%,Ni:1.0%,其余为铁和不可避免的杂质;钢板厚度55mm。
按下述工艺制备:
(1)轧制工艺:采用II型控轧工艺,一阶段轧制温度1028℃,钢板先冷却返红温度750℃;第二阶段开轧温度730℃。轧后钢板入ACC快速冷却,钢板入水温度21℃,返红温度550℃。
(2)回火工艺:回火温度为280℃,加热系数1.5min/mm。
对钢板进行取样检验,其力学性能:屈服强度735MPa,抗拉强度895MPa,延伸:26%,板厚1/4处-40℃冲击功AKV(横向)173、219、212J,屈强比:0.82,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,组织为回火B+F,组织均匀,板厚1/4处组织的晶粒度为8.5级左右。
实施例3
本实施例中Q690E钢板的实际成分(按重量百分比)为:C:0.11%,Si:0.37%,Mn:1.58%,P:0.013%,S:0.002%,Cr:0.55%,Mo:0.60%,Cu:0.27%,Ni:0.70%,其余为铁和不可避免的杂质;;钢板厚度63mm。
按下述工艺制备:
(1)轧制工艺:采用II型控轧工艺,一阶段轧制温度1032℃,钢板先冷却返红温度720℃;第二阶段开轧温度690℃。轧后钢板入ACC快速冷却,钢板入水温度23℃,返红温度550℃。
(2)回火工艺:回火温度为250℃,加热系数1.5min/mm。
对钢板进行取样检验,其力学性能:屈服强度755MPa,抗拉强度920MPa,延伸:28%,板厚1/4处-40℃冲击功AKV(横向)193、199、212J,屈强比:0.82,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,组织为回火B+F,组织均匀,板厚1/4处组织的晶粒度为8.0级左右。
实施例4
本实施例中Q690E钢板的实际成分(按重量百分比)为:C:0.10%,Si:0.39%,Mn:1.59%,P:0.012%,S:0.001%,Cr:0.60%,Mo:0.55%,Cu:0.35%,Ni:0.85%,其余为铁和不可避免的杂质;钢板厚度70mm。
按下述工艺制备:
(1)轧制工艺:采用II型控轧工艺,一阶段轧制温度1038℃,钢板先冷却返红温度720℃;第二阶段开轧温度680℃。轧后钢板入ACC快速冷却,钢板入水温度22℃,返红温度580℃。
(2)回火工艺:回火温度为300℃,加热系数1.5min/mm。
对钢板进行取样检验,其力学性能:屈服强度725MPa,抗拉强度915MPa,延伸:26%,板厚1/4处-40℃冲击功AKV(横向)153、169、172J,屈强比:0.79,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,组织为回火B+F,组织均匀,板厚1/4处组织的晶粒度为8.5级左右。
Claims (4)
1.一种低屈强比690MPa级高强钢板的生产工艺,其特征在于: 轧制工艺采用II型控轧工艺,一阶段轧制后,钢板先冷却,返红温度750℃以下;第二阶段开轧温度≤750℃;轧后钢板入ACC快速冷却,返红温度550℃~600℃;回火工艺:钢板回火温度为250~300℃,加热系数为1.5min/mm。
2.根据权利要求1所述的一种低屈强比690MPa级高强钢板的生产工艺,其特征在于:钢板采用Cu-Ni-Mo-Cr微合金复合成分设计,其主要化学成分的重量百分比为:Cr:0.40~0.60%,Mo:0.40~0.60%,Cu:0. 20~0.35%,Ni:0.7~1.0%。
3.根据权利要求1所述的一种低屈强比690MPa级高强钢板的生产工艺,其特征在于:所述钢板组织为回火B+F,屈强比≤0.85。
4.根据权利要求1-3所述的一种低屈强比690MPa级高强钢板的生产工艺,其特征在于:所述钢板厚度为40mm~70mm。
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