CN107675097B - 具有良好侧弯性能的高强钢q690d钢板及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板及其生产方法，钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.04～0.07%，Si：0.25～0.35%，Mn：1.30～1.50%，P＜0.014%，S＜0.010%，Nb：0.040～0.060%，Ti：0.010～0.030%，Cr：0.25～0.40%，Mo：0.15～0.25%，Als≥0.015%，B：0.0005‑0.0020%，余量为Fe和不可避免的杂质；生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制、在线淬火DQ+ACC控冷、回火热处理工序。本发明高强钢Q690D钢板具有良好的综合性能，满足用户对成形性的要求，应用前景广阔。

Description

具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板及其生产方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板及其生产方法。
背景技术
工程机械用高强钢Q690D要求具有较高的强度、硬度、韧性和焊接性能，特别是部分用户要求钢板侧弯性能优良，是一类具有高强韧性、高内部质量的低合金钢。在国家推荐性标准GB/T 1591-2008和GB/T 16270-2009中对于≥500MPa级别以上钢种并没有弯曲试验的检验项目，因此，根据用户对产品的不同使用要求，各生产厂家分别进行了正弯、反弯、侧弯等检验项目，表1所示为用户对侧弯检测的具体要求。而采用轧后直接淬火DQ+离线回火工艺生产的高强钢Q690D，钢板位错密度高、屈服强度高、屈强比高，容易造成钢板冷弯开裂，侧弯更是难以保证。在保证钢板高强度、高硬度的同时，又保证钢板具有良好的侧弯性能，防止出现侧弯试样不合格的现象，是本领域亟待解决的技术问题之一。
表1 侧弯试样尺寸要求
试样名称 钢板厚度t 试样厚度a 试样宽度b 试样长度L
侧弯试样 全厚度 ≥10mm t ≥250mm
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板；同时本发明还提供了一种具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板的生产方法。本发明生产的厚度为16～30mm具有优良侧弯性能、高强度的Q690D中厚板高强钢，满足工程机械、煤矿支架等制造的需求。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.04～0.07%，Si：0.25～0.35%，Mn：1.30～1.50%，P＜0.014%，S＜0.010%，Nb：0.040～0.060%，Ti：0.010～0.030%，Cr：0.25～0.40%，Mo：0.15～0.25%，Als≥0.015%，B：0.0005-0.0020%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明所述钢板厚度为16～30mm。
本发明所述钢板屈服强度≥690MPa，抗拉强度770～940MPa，延伸率≥14%，V型纵向-20℃冲击功≥47J，侧弯试样完好，中心偏析线发生率0%。
本发明还提供了一种具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板的生产方法，所述生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制、在线淬火DQ+ACC控冷、回火热处理工序；所述轧制工序，采用两阶段控制轧制模式。
本发明所述炼钢工序，将转炉冶炼好的钢水送入LF精炼炉精炼，精炼时间≥35min，进站后加石灰、铝线、铝粒等造白渣，要求快速成渣，脱硫过程合理控制气量，严禁采用大气量搅拌；LF精炼完毕后，将钢水送入RH炉真空脱气处理，真空处理时间≥30min，处理过程全泵投入，真空度≤1mbar，纯脱气时间≥6min，钙处理采用钙线，钙线喂入量为0.40～0.45㎏/t钢。所述炼钢工序，转炉开新炉前5炉、补炉后第1炉不得冶炼此钢种，采用硅铁、电解锰、铝块、铌铁等脱氧合金化。
本发明所述连铸工序，利用有动态轻压下的连铸机，中间包选用超低碳覆盖剂；结晶器选取低碳钢保护渣，采用弱电磁搅拌模式，电磁搅拌电流0～160A、频率6Hz；扇形段6、7、8段总压下量为6.9mm，二冷区采用弱冷冷却模式；连铸机拉速为0.8～0.9m/min，铸坯厚度为260mm，宽度为1700mm。可以保证得到侧弯性能良好的钢板。超低碳覆盖剂成分参考：CaO：20%～45%，SiO2：38%～45%，Al2O3：3%～8%，MgO：7.93%，C固：0.13%，H2O：0.47%，熔点：1300℃，粒度：0.2mm～0.3mm。
本发明所述加热工序，连铸坯在加热炉加热，加热段温度为1150～1170℃，均热段温度为1120～1150℃，总加热时间≥11.5min/cm。
本发明所述轧制工序，采用两阶段控制轧制模式，第一阶段终轧温度≥950℃；第二阶段开始温度≤920℃，第二阶段开始时钢板的待温厚度≥3.5a、a表示钢板成品厚度，待温后累计压下率≥65%，第二阶段道次变形率≥15%，终轧温度控制在780～840℃。
本发明所述在线淬火DQ+ACC控冷工序，开冷温度≥750℃，钢板的终冷温度≤150℃，冷却速度为18～32℃/s。
本发明所述回火热处理工序，回火保温温度为400～500℃，保温时间系数为3.0min/mm，回火后钢板空冷。
本发明具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板力学性能检测标准参考GB/T1591-2008。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明采用弱电磁搅拌模式，电流0～160A，频率6Hz；扇形段6、7、8段总压下量6.9mm，二冷区采用弱冷冷却模式，浇铸成高内部质量的连铸坯，有效的解决了钢板侧弯存在中心偏析线的问题。2、本发明高强钢Q690D钢板化学成分设计合理，具有较低的碳当量及焊接裂纹敏感性指数，保证钢板焊接性能优良。3、本发明通过合理在线淬火DQ+回火工艺，使钢板具体良好的综合性能，满足用户对成形性的要求，应用前景广阔。
附图说明
图1是本发明实施例1 Q690D钢板的侧弯宏观形貌；
图2是本发明实施例2 Q690D钢板的侧弯宏观形貌；
图3是本发明实施例3 Q690D钢板的侧弯宏观形貌；
图4是本发明实施例4 Q690D钢板的侧弯宏观形貌；
图5是本发明实施例5 Q690D钢板的侧弯宏观形貌。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明做进一步详细说明。
实施例1
本实施例具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板厚度为16mm，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.06%，Si：0.25%，Mn：1.46%，P：0.012%，S：0.005%，Nb：0.044%，Ti：0.022%，Cr：0.25%，Mo：0.20%，Als：0.028%，B：0.0013%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板的生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制、在线淬火DQ+ACC控冷、回火热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：将初炼炉冶炼的钢水送入LF精炼炉进行精炼，精炼时间40min，进站后加石灰、铝线、铝粒等造白渣，快速成渣，脱硫过程合理控制气量；LF精炼完毕后，将钢水送入RH炉真空脱气处理，真空处理时间35min，处理过程全泵投入，真空度0.5mbar，纯脱气时间10min，钙处理采用钙线，钙线喂入量0.40㎏/t钢；
（2）连铸工序：利用有动态轻压下的连铸机，中间包选用超低碳覆盖剂，结晶器选取低碳钢保护渣，电磁搅拌电流0A；扇形段6、7、8段总压下量6.9mm，二冷区采用弱冷冷却模式，连铸机拉速为0.85m/min，浇铸铸坯规格为260mm×1700mm；
（3）加热工序：连铸坯加热段温度1160℃，均热段温度1140℃，总加热时间为300min；
（4）轧制工序：采用两阶段控制轧制模式，第一阶段终轧温度为970℃；第二阶段开始温度为840℃，第二阶段开始时钢板的待温厚度为56mm，待温后累计压下率为71.4%，第二阶段道次变形率为18%，终轧温度为792℃；
（5）在线淬火DQ+ACC控冷工序：开冷温度为752℃，终冷温度为145℃，冷却速度为30℃/s；
（6）回火热处理工序：回火保温温度为450℃，保温48min，空冷。
本实施例具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板屈服强度704MPa，抗拉强度795MPa，延伸率15%，V型纵向-20℃冲击功205J/233J/254J，屈强比0.89，侧弯试样完好，中心偏析线发生率0%。
本实施例具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板的侧弯宏观形貌见图1。
实施例2
本实施例具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板厚度为20mm，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.07%，Si：0.30%，Mn：1.50%，P：0.010%，S：0.004%，Nb：0.050%，Ti：0.017%，Cr：0.30%，Mo：0.25%，Als：0.035%，B：0.0017%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板的生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制、在线淬火DQ+ACC控冷、回火热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：将初炼炉冶炼的钢水送入LF精炼炉进行精炼，精炼时间42min，进站后加石灰、铝线、铝粒等造白渣，快速成渣，脱硫过程合理控制气量；LF精炼完毕后，将钢水送入RH炉真空脱气处理，真空处理时间38min，处理过程全泵投入，真空度0.65mbar，纯脱气时间12min，钙处理采用钙线，钙线喂入量0.45㎏/t钢；
（2）连铸工序：利用有动态轻压下的连铸机，中间包选用超低碳覆盖剂，结晶器选取低碳钢保护渣，电磁搅拌电流100A、频率6HZ；扇形段6、7、8段总压下量6.9mm，二冷区采用弱冷冷却模式，连铸机拉速为0.90m/min，浇铸铸坯规格为260mm×1700mm；
（3）加热工序：连铸坯加热段温度1155℃，均热段温度1135℃，总加热时间312min；
（4）轧制工序：采用两阶段控制轧制模式，第一阶段终轧温度为980℃；第二阶段开始温度为820℃，第二阶段开始时钢板的待温厚度为70mm，待温后累计压下率为71%，第二阶段道次变形率为20%，终轧温度为813℃；
（5）在线淬火DQ+ACC控冷工序：开冷温度为794℃，终冷温度为140℃，冷却速度为25℃/s；
（6）回火热处理工序：回火保温温度500℃，保温时间60min，空冷。
本实施例具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板屈服强度700MPa，抗拉强度791MPa，延伸率17%，V型纵向-20℃冲击功200J/238J/251J，屈强比0.88，侧弯试样完好，中心偏析线发生率0%。
本实施例具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板的侧弯宏观形貌见图2。
实施例3
本实施例具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板厚度为30mm，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.05%，Si：0.35%，Mn：1.42%，P：0.009%，S：0.005%，Nb：0.058%，Ti：0.015%，Cr：0.32%，Mo：0.18%，Als：0.030%，B：0.0011%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板的生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制、在线淬火DQ+ACC控冷、回火热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：将初炼炉冶炼的钢水送入LF精炼炉进行精炼，精炼时间38min，进站后加石灰、铝线、铝粒等造白渣，快速成渣，脱硫过程合理控制气量；LF精炼完毕后，将钢水送入RH炉真空脱气处理，真空处理时间32min，处理过程全泵投入，真空度0.60mbar，纯脱气时间9min，钙处理采用钙线，钙线喂入量0.42㎏/t钢；
（2）连铸工序：利用有动态轻压下的连铸机，中间包选用超低碳覆盖剂，结晶器选取低碳钢保护渣，电磁搅拌电流160A、频率6HZ；扇形段6、7、8段总压下量6.9mm，二冷区采用弱冷冷却模式，连铸机拉速为0.80m/min，浇铸铸坯规格为260mm×1700mm；
（3）加热工序：连铸坯加热段温度1165℃，均热段温度1145℃，总加热时间300min；
（4）轧制工序：采用两阶段控制轧制模式，第一阶段终轧温度为965℃；第二阶段开始温度为855℃，第二阶段开始时钢板的待温厚度为105mm，待温后累计压下率为71%，第二阶段道次变形率为17%，终轧温度为800℃；
（5）在线淬火DQ+ACC控冷工序：开冷温度为767℃，终冷温度为135℃，冷却速度为19℃/s；
（6）回火热处理工序：回火保温温度400℃，保温时间90min，空冷。
本实施例具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板屈服强度718MPa，抗拉强度802MPa，延伸率16%，V型纵向-20℃冲击功251J/248J/235J，屈强比0.895，侧弯试样完好，中心偏析线发生率0%。
本实施例具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板的侧弯宏观形貌见图3。
实施例4
本实施例具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板厚度为24mm，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.04%，Si：0.28%，Mn：1.30%，P：0.013%，S：0.009%，Nb：0.040%，Ti：0.010%，Cr：0.40%，Mo：0.15%，Als：0.015%，B：0.0005%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板的生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制、在线淬火DQ+ACC控冷、回火热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：将初炼炉冶炼的钢水送入LF精炼炉进行精炼，精炼时间35min，进站后加石灰、铝线、铝粒等造白渣，快速成渣，脱硫过程合理控制气量；LF精炼完毕后，将钢水送入RH炉真空脱气处理，真空处理时间30min，处理过程全泵投入，真空度1.0mbar，纯脱气时间6min，钙处理采用钙线，钙线喂入量0.40㎏/t钢；
（2）连铸工序：利用有动态轻压下的连铸机，中间包选用超低碳覆盖剂，结晶器选取低碳钢保护渣，电磁搅拌电流60A、频率6HZ；扇形段6、7、8段总压下量6.9mm，二冷区采用弱冷冷却模式，连铸机拉速为0.85m/min，浇铸铸坯规格为260mm×1700mm；
（3）加热工序：连铸坯加热段温度1150℃，均热段温度1120℃，总加热时间299min；
（4）轧制工序：采用两阶段控制轧制模式，第一阶段终轧温度为950℃；第二阶段开始温度为920℃。第二阶段开始时钢板的待温厚度为84mm，待温后累计压下率为65%，第二阶段道次变形率15%，终轧温度为780℃；
（5）在线淬火DQ+ACC控冷工序：开冷温度为750℃，终冷温度为150℃，冷却速度为18℃/s；
（6）回火热处理工序：回火保温温度500℃，保温时间72min，空冷。
本实施例具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板屈服强度753MPa，抗拉强度852MPa，延伸率17%，V型纵向-20℃冲击功223J/238J/231J，屈强比0.88，侧弯试样完好，中心偏析线发生率0%。
本实施例具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板的侧弯宏观形貌见图4。
实施例5
本实施例具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板厚度为18mm，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.06%，Si：0.31%，Mn：1.36%，P：0.004%，S：0.007%，Nb：0.060%，Ti：0.030%，Cr：0.35%，Mo：0.25%，Als：0.020%，B：0.0020%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板的生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制、在线淬火DQ+ACC控冷、回火热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：将初炼炉冶炼的钢水送入LF精炼炉进行精炼，精炼时间36min，进站后加石灰、铝线、铝粒等造白渣，快速成渣，脱硫过程合理控制气量；LF精炼完毕后，将钢水送入RH炉真空脱气处理，真空处理时间35min，处理过程全泵投入，真空度0.70mbar，纯脱气时间8min，钙处理采用钙线，钙线喂入量0.43㎏/t钢；
（2）连铸工序：利用有动态轻压下的连铸机，中间包选用超低碳覆盖剂，结晶器选取低碳钢保护渣，电磁搅拌电流120A、频率6HZ；扇形段6、7、8段总压下量6.9mm，二冷区采用弱冷冷却模式，连铸机拉速为0.8m/min，浇铸铸坯规格为260mm×1700mm；
（3）加热工序：连铸坯加热段温度1170℃，均热段温度1150℃，总加热时间253min；
（4）轧制工序：采用两阶段控制轧制模式，第一阶段终轧温度为980℃；第二阶段开始温度为910℃，第二阶段开始时钢板的待温厚度为90mm，待温后累计压下率为68%，第二阶段道次变形率16%，终轧温度为840℃；
（5）在线淬火DQ+ACC控冷工序：开冷温度为780℃，终冷温度为130℃，冷却速度为32℃/s；
（6）回火热处理工序：回火保温温度450℃，保温时间54min，空冷。
本实施例具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板屈服强度763MPa，抗拉强度858MPa，延伸率16%，V型纵向-20℃冲击功241J/249J/238J，屈强比0.89，侧弯试样完好，中心偏析线发生率0%。
本实施例具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板的侧弯宏观照片见图5。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.一种具有良好侧弯性能的高强钢Q690D钢板的生产方法，其特征在于，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.04～0.07%，Si：0.25～0.35%，Mn：1.30～1.36%，P＜0.014%，S＜0.010%，Nb：0.040～0.060%，Ti：0.010～0.030%，Cr：0.25～0.40%，Mo：0.15～0.25%，Als≥0.015%，B：0.0005-0.0020%，余量为Fe和不可避免的杂质；所述生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制、在线淬火DQ+ACC控冷、回火热处理工序；所述钢板屈服强度≥690MPa，抗拉强度770～940MPa，延伸率≥14%，V型纵向-20℃冲击功≥47J；所述钢板成品厚度为16～30mm；
所述炼钢工序，将转炉冶炼好的钢水送入LF精炼炉精炼，精炼时间≥35min，进站后加石灰、铝线、铝粒造白渣，脱硫过程合理控制气量；LF精炼完毕后，将钢水送入RH炉真空脱气处理，真空处理时间≥30min，处理过程全泵投入，真空度≤1mbar，纯脱气时间≥6min，钙处理采用钙线，钙线喂入量为0.40～0.45㎏/t钢；
所述连铸工序，利用有动态轻压下的连铸机，中间包选用超低碳覆盖剂；结晶器选取低碳钢保护渣，采用弱电磁搅拌模式，电磁搅拌电流60～160A、频率6Hz；扇形段6、7、8段总压下量为6.9mm，二冷区采用弱冷冷却模式；连铸机拉速为0.8～0.9m/min，铸坯厚度为260mm；
所述加热工序，连铸坯在加热炉加热，加热段温度为1150～1170℃，均热段温度为1120～1150℃，总加热时间≥11.5min/cm；
所述轧制工序，采用两阶段控制轧制模式，第一阶段终轧温度≥950℃；第二阶段开始温度≤920℃，第二阶段开始时钢板的待温厚度≥3.5a、a表示钢板成品厚度，待温后累计压下率≥65%，第二阶段道次变形率≥15%，终轧温度控制在780～840℃；
所述在线淬火DQ+ACC控冷工序，开冷温度≥750℃，钢板的终冷温度≤150℃，冷却速度为18～32℃/s；
所述回火工序，回火保温温度为400～500℃，保温时间系数为3.0min/mm，回火后钢板空冷。
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