CN106148822A - 一种在线淬火生产高强钢q890中厚板的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种在线淬火生产高强钢Q890中厚板的方法，包括轧制：加热炉加热温度1180±30℃，总加热时间1.0‑1.2小时；采用二阶段轧制，粗轧除鳞2道次，精轧除鳞2道次，粗轧开轧温度1050℃‑1150℃，中间坯厚度≥80mm，二阶段开轧温度≤860℃，终轧温度≤830℃；冷却：采用水冷在线淬火，入水温度780±10℃，返红温度≤250℃，冷却速度＞15℃/s；热处理：回火温度500±10℃，升温速率1.8±0.2min /mm，保温时间20~30min，然后空冷至室温，得到板条马氏体加板条贝氏体的双相组织，在线淬火缩短了工艺流程，降低了成本。

Description

一种在线淬火生产高强钢Q890中厚板的方法
技术领域
本发明涉及一种中厚板的生产方法，具体的说是一种在线淬火生产高强钢Q890厚度16-50mm中厚板的生产方法。
背景技术
目前关于Q890级高强钢厚规格钢板的生产，大多采用调质(离线淬火+回火)态交货；例如现有专利一种调质高强度Q890D特厚钢板的生产方法(CN201310559862.3)，采用在线淬火方法生产钢板厚度范围为20mm-50mm，终轧温度及入水温度较高，淬火后的钢板采用高温下回火，强度级别不高；例如现有专利：一种高强韧厚钢板的在线淬火生产工艺方法(CN200810013604.4)和一种低成本高强度耐磨钢板的在线淬火生产方法(CN201310127995.3)以及一种在线淬火生产高韧性5Ni钢中厚板的方法(CN201510815584.2)，其不同之处在于其在线淬火后进行高温回火，且回火后进行水冷，得到的是回火马氏体加少量逆转奥氏体的混合组织。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，如何通过工艺控制得到高强度高韧性低碳板条贝氏体加板条贝氏体的双相组织钢，且屈服富余量在20Mpa以上，抗拉富余量在30Mpa以上，伸长率富余量为2％-3％，冲击性能均匀、富余量大。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：
一种在线淬火生产高强钢Q890中厚板的方法，选用150mm厚坯料生产16-50mm厚钢板，生产方法包括轧制、冷却和热处理；
钢板的化学成分质量百分比为：C：0.05-0.12％，Si：0.1-0.4％，Mn：1.20-1.80％，P≤0.015％，S≤0.0020％，Cr：0.10-0.60％，Mo：0.10-0.40％，Ni：0.20-0.40％、V：0.020-0.060％，Nb：0.020-0.050％，Ti：0.010-0.035％，其余为Fe和残留元素；
轧制：加热炉加热温度1180±30℃，总加热时间1.0-1.2小时；采用二阶段轧制，粗轧除鳞2道次，精轧除鳞2道次，粗轧开轧温度1050℃-1150℃，中间坯厚度≥80mm，二阶段开轧温度800-860℃，终轧温度780-830℃；
冷却：采用水冷在线淬火，入水温度780±10℃，返红温度≤250℃，冷却速度15-30℃/s，在水冷过程中进行2-3次摆动加强冷却强度；
热处理：回火温度500±10℃，升温速率1.8±0.2min/mm，保温时间20-30min，然后空冷至室温，得到板条马氏体加板条贝氏体的双相组织。钢板Pcm(焊接冷裂纹敏感指数)≤0.27％，Ceq≤0.59％。
本发明的有益效果是：
本发明选用150mm厚坯料生产16-50mm厚钢板，采用单道次大压下量低温轧制，以及偶道次轧制，避免轧后板形瓢曲；水冷采用在线淬火工艺，并对40-50mm厚钢板降低目标返红温度，在水冷过程中进行2-3次摆动加强冷却强度，冷却速度应尽可能大，在15℃/s以上从而实现相变强化；利用在线淬火+回火工艺得到高强度高韧性低碳板条贝氏体/马氏体钢，热轧态中存在细小、弥散分布的MA岛和碳化物，回火工艺进一步调整组织和碳化物析出，可生产出厚度为16-50mm厚Q890级“在线淬火+回火”态高强钢板，屈服富余量在20Mpa以上，抗拉富余量在30Mpa以上，伸长率富余量为2％-3％，冲击性能均匀、富余量大；且在线淬火缩短了工艺流程，降低了成本。
附图说明
图1为本发明实施例中16mm厚Q890级高强钢板1/4处在线淬火态金相组织形貌图。
图2为本发明实施例中50mm厚Q890级高强钢板1/4处在线淬火态金相组织形貌图。
具体实施方式
实施例1--4
本实施例提的化学成分如下表1所示：
表1：实施例的化学成分(％)
C Si Mn S P Cr+Ni+Mo Nb+V+Ti Ceq
实施例1 0.095 0.28 1.54 0.002 0.009 1.2 0.090 0.55
实施例2 0.010 0.26 1.75 0.001 0.01 1.11 0.097 0.58
实施例3 0.097 0.32 1.60 0.002 0.008 1.3 0.094 0.56
实施例4 0.096 0.29 1.70 0.001 0.007 1.25 0.096 0.57
其中：实施例1：Cr：0.40％，Ni：0.40％、Mo：0.40％，V：0.020％，Nb：0.035％，Ti：0.035％；实施例2：Cr：0.60％，Ni：0.30％、Mo：0.21％，V：0.040％，Nb：0.040％，Ti：0.017％；实施例3：Cr：0.50％，Ni：0.40％、Mo：0.40％，V：0.050％，Nb：0.034％，Ti：0.010％；实施例4：Cr：0.55％，Ni：0.40％、Mo：0.30％，V：0.060％，Nb：0.020％，Ti：0.016％。
实施例1-4中，在线淬火生产高强钢Q890中厚板的方法包括轧制、冷却和热处理，具体为：
实施例1：
轧制：加热炉加热温度1150℃，总加热时间1.0小时；采用二阶段轧制，粗轧除鳞2道次，精轧除鳞2道次，粗轧开轧温度1050℃，中间坯厚度≥80mm，二阶段开轧温度860℃，终轧温度830℃；
冷却：采用水冷在线淬火，入水温度770℃，返红温度250℃，冷却速度15℃/s，在水冷过程中进行2-3次摆动加强冷却强度；
热处理：回火温度490℃，升温速率1.8min/mm，保温时间20min，然后空冷至室温，得到板条马氏体加板条贝氏体的双相组织。
实施例2：
轧制：加热炉加热温度1180℃，总加热时间1.1小时；采用二阶段轧制，粗轧除鳞2道次，精轧除鳞2道次，粗轧开轧温度1100℃，中间坯厚度≥80mm，二阶段开轧温度850℃，终轧温度800℃；
冷却：采用水冷在线淬火，入水温度780℃，返红温度240℃，冷却速度20℃/s，在水冷过程中进行2-3次摆动加强冷却强度；
热处理：回火温度500℃，升温速率1.6min/mm，保温时间25min，然后空冷至室温，得到板条马氏体加板条贝氏体的双相组织。
实施例3：
轧制：加热炉加热温度1190℃，总加热时间1.1小时；采用二阶段轧制，粗轧除鳞2道次，精轧除鳞2道次，粗轧开轧温度1120℃，中间坯厚度≥80mm，二阶段开轧温度830℃，终轧温度800℃；
冷却：采用水冷在线淬火，入水温度785℃，返红温度230℃，冷却速度25℃/s，在水冷过程中进行2-3次摆动加强冷却强度；
热处理：回火温度505℃，升温速率1.9min/mm，保温时间28min，然后空冷至室温，得到板条马氏体加板条贝氏体的双相组织。
实施例4：
轧制：加热炉加热温度1210℃，总加热时间1.2小时；采用二阶段轧制，粗轧除鳞2道次，精轧除鳞2道次，粗轧开轧温度1150℃，中间坯厚度≥80mm，二阶段开轧温度800℃，终轧温度780℃；
冷却：采用水冷在线淬火，入水温度790℃，返红温度220℃，冷却速度30℃/s，在水冷过程中进行2-3次摆动加强冷却强度；
热处理：回火温度510℃，升温速率2.0min/mm，保温时间30min，然后空冷至室温，得到板条马氏体加板条贝氏体的双相组织。
实施例1-4的力学性能如下表2所示：
表2：实施例力学性能检测结果
图1和图2分别为本发明实施例中16mm和50mm厚Q890级高强钢板1/4处在线淬火态金相组织形貌，图中为低碳板条贝氏体+板条马氏体双相组织。
以上实施例的钢板性能合格率100％，力学性能富余量高，其中屈服强度富余量在20Mpa以上，抗拉强度富余量在30Mpa以上，延伸率富余量为2％～3％，-20℃冲击性能全部达到100J以上，满足了工程机械用高强钢中厚板的使用需求。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种在线淬火生产高强钢Q890中厚板的方法，选用150mm厚坯料生产16-50mm厚钢板，生产方法包括轧制、冷却和热处理；其特征在于：
钢板的化学成分质量百分比为：C：0.05-0.12%，Si：0.1-0.4%，Mn：1.20-1.80%，P≤0.015%，S≤0.0020%，Cr：0.10-0.60%，Mo：0.10-0.40%，Ni：0.20-0.40%、V：0.020-0.060%，Nb：0.020-0.050%，Ti：0.010-0.035%，其余为Fe和残留元素；
轧制：加热炉加热温度1180±30℃，总加热时间1.0-1.2小时；采用二阶段轧制，粗轧除鳞2道次，精轧除鳞2道次，粗轧开轧温度1050℃-1150℃，中间坯厚度≥80mm，二阶段开轧温度800-860℃，终轧温度780-830℃；
冷却：采用水冷在线淬火，入水温度780±10℃，返红温度≤250℃，冷却速度15-30℃/s，在水冷过程中进行2-3次摆动加强冷却强度；
热处理：回火温度500±10℃，升温速率1.8±0.2min /mm，保温时间20-30min，然后空冷至室温，得到板条马氏体加板条贝氏体的双相组织。
2.如权利要求1所述的在线淬火生产高强钢Q890中厚板的方法，其特征在于：钢板Pcm≤0.27%，Ceq≤0.59%。
3.如权利要求1所述的在线淬火生产高强钢Q890中厚板的方法，其特征在于：钢板的化学成分质量百分比为：C：0.095%，Si：0.28%，Mn：1.54%，P：0.009%，S：0.0020%，Cr：0.40%，Ni：0.40%，Mo：0.40%，V：0.020%，Nb：0.035%，Ti：0.035%，其余为Fe和残留元素；
轧制：加热炉加热温度1150℃，总加热时间1.0小时；采用二阶段轧制，粗轧除鳞2道次，精轧除鳞2道次，粗轧开轧温度1050℃，中间坯厚度≥80mm，二阶段开轧温度860℃，终轧温度830℃；
冷却：采用水冷在线淬火，入水温度770℃，返红温度250℃，冷却速度15℃/s，在水冷过程中进行2-3次摆动加强冷却强度；
热处理：回火温度490℃，升温速率1.8min /mm，保温时间20min，然后空冷至室温，得到板条马氏体加板条贝氏体的双相组织。
4.如权利要求1所述的在线淬火生产高强钢Q890中厚板的方法，其特征在于：钢板的化学成分质量百分比为：C：0.010%，Si：0.26%，Mn：1.75%，P：0.01%，S：0.001%，Cr：0.50%，Ni：0.40%、Mo：0.40%，V：0.050%，Nb：0.034%，Ti：0.010%，其余为Fe和残留元素；
轧制：加热炉加热温度1180℃，总加热时间1.1小时；采用二阶段轧制，粗轧除鳞2道次，精轧除鳞2道次，粗轧开轧温度1100℃，中间坯厚度≥80mm，二阶段开轧温度850℃，终轧温度800℃；
冷却：采用水冷在线淬火，入水温度780℃，返红温度240℃，冷却速度20℃/s，在水冷过程中进行2-3次摆动加强冷却强度；
热处理：回火温度500℃，升温速率1.6min /mm，保温时间25min，然后空冷至室温，得到板条马氏体加板条贝氏体的双相组织。
5.如权利要求1所述的在线淬火生产高强钢Q890中厚板的方法，其特征在于：钢板的化学成分质量百分比为：C：0.097%，Si：0.32%，Mn：1.60%，P：0.008%，S：0.0020%，Cr：0.50%，Ni：0.40%，Mo：0.40%，V：0.050%，Nb：0.034%，Ti：0.010%，其余为Fe和残留元素；
轧制：加热炉加热温度1190℃，总加热时间1.1小时；采用二阶段轧制，粗轧除鳞2道次，精轧除鳞2道次，粗轧开轧温度1120℃，中间坯厚度≥80mm，二阶段开轧温度830℃，终轧温度800℃；
冷却：采用水冷在线淬火，入水温度785℃，返红温度230℃，冷却速度25℃/s，在水冷过程中进行2-3次摆动加强冷却强度；
热处理：回火温度505℃，升温速率1.9min /mm，保温时间28min，然后空冷至室温，得到板条马氏体加板条贝氏体的双相组织。
6.如权利要求1所述的在线淬火生产高强钢Q890中厚板的方法，其特征在于：钢板的化学成分质量百分比为：C：0.096%，Si：0.29%，Mn：1.70%，P：0.007%，S：0.0010%，Cr：0.55%，Ni：0.40%，Mo：0.30%，V：0.060%，Nb：0.020%，Ti：0.016%，其余为Fe和残留元素；
轧制：加热炉加热温度1210℃，总加热时间1.2小时；采用二阶段轧制，粗轧除鳞2道次，精轧除鳞2道次，粗轧开轧温度1150℃，中间坯厚度≥80mm，二阶段开轧温度800℃，终轧温度780℃；
冷却：采用水冷在线淬火，入水温度790℃，返红温度220℃，冷却速度30℃/s，在水冷过程中进行2-3次摆动加强冷却强度；
热处理：回火温度510℃，升温速率2.0min /mm，保温时间30min，然后空冷至室温，得到板条马氏体加板条贝氏体的双相组织。
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