CN108251737A - 一种屈服强度550MPa级高强度耐候钢的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种屈服强度550MPa级高强度耐候钢的制造方法。所述屈服强度550MPa级高强度耐候钢化学成分重量百分比为C:0.03~0.08wt%,Si≤0.15wt%,Mn:0.70~1.40wt%,P≤0.020wt%,S≤0.008wt%,Alt:0.020~0.050wt%,N≤0.006wt%,Cu:0.20~0.55wt%,Cr:0.30~0.60wt%,Ni:0.04~0.20wt%,Ti:0.05~0.09wt%;余量为Fe和不可避免的微量元素。所述高强度耐候钢的制造方法,包括以下依次进行的工艺步骤:高炉铁水冶炼、铁水脱硫预处理、转炉钢水冶炼、LF钢水精炼处理、RH钢水精炼处理、板坯连铸、热连轧、平整。
Description
技术领域
本发明涉及冶金领域,具体涉及一种屈服强度550MPa级高强度耐候钢的制造方法。
背景技术
高强耐候钢是指屈服强度≥450MPa的耐候钢〔耐大气腐蚀钢)。开发生产高强耐候钢 主要是满足新一代集装箱、铁路货运车厢、高速列车车厢、通讯及输电塔架、桥梁及重载汽车制造等行业用钢的更新换代需求,实现提高强度、减轻自重、节能降耗的安全和环保要求。随着我国经济发展,物流业迅猛增长,高强耐候钢在减重、提速、增加货运量、降 低物流成本和延长设备使用寿命等方面都起着重要的作用。
中国专利申请号200910301054.0公开了一种高强度耐大气腐蚀钢及其生产方法,该方 法制造耐大气腐蚀钢板的化学成分为C≤0.12wt%,Si≤0.75wt%,Mn≤l.5wt%,P≤0.025 wt%,S≤0.008wt%,Cr:0.30-1.25wt%,Ni:O.12-0.65wt%,Cu:O.2-0.55wt%,Nb:0.015-0.03wt%,V:0.09-0.15wt%,Ti:0.006-0.02wt%,N:0.0l-0.02wt%,其余为Fe 和不可避免的杂质。该方法在钢中添加Nb、V等贵重合金,生产成本高。
综上所述,现有技术中存在以下问题:现有的高强度耐候钢生产成本高。
发明内容
本发明提供一种屈服强度550MPa级高强度耐候钢的制造方法,以解决现有的高强度 耐候钢生产成本高的问题。
本发明提出一种制造屈服强度550MPa级高强度耐候钢的制造方法,所述制造方法包括 以下依次进行的工艺步骤:高炉铁水冶炼、铁水脱硫预处理、转炉钢水冶炼、LF钢水精炼 处理、RH钢水精炼处理、板坯连铸、热连轧、平整,其中,转炉钢水冶炼步骤中:入炉铁 水要求S≤0.040wt%;冶炼过程采用全程底吹氩气;转炉终点控制C≤0.05wt%,P≤0.018wt%。
进一步的,RH钢水精炼处理步骤中:真空总循环时间15~30min,极限真空保持时间 10min以上;净循环时间3min以上;钙处理后软吹氩时间8~10min;钢水镇静时间≥18min。
进一步的,板坯连铸步骤中:采用钢包下渣检测控制,中间包浇注温度为1530~1560℃, 中间包使用碱性覆盖剂,使用低碳钢保护渣,铸坯拉速为1.00~1.42m/min。
进一步的,热连轧步骤中:控制铸坯加热温度为1200~1250℃,保证铸坯在炉温度≥ 1100℃条件下保持时间≥180min,使钛微合金充分固溶以控制奥氏体晶粒度,最大程度发 挥钛微合金化的固溶强化效果;采用七机架热连轧机,终轧温度控制在880~920℃,卷取 温度590~630℃。
进一步的,成品厚度为6mm,加热炉均热温度1246℃,在炉温度≥1100℃保持时间196min,终轧温度控制在898℃,卷取温度608℃。
进一步的,成品厚度为6mm,加热炉均热温度1250℃,在炉温度≥1100℃保持时间185min,终轧温度控制在895℃,卷取温度612℃。
进一步的,成品厚度为6mm,加热炉均热温度1248℃,在炉温度≥1100℃保持时间189min,终轧温度控制在901℃,卷取温度610℃。
进一步的,所述屈服强度550MPa级高强度耐候钢化学成分重量百分比为C: 0.03~0.08wt%,Si≤0.15wt%,Mn:0.70~1.40wt%,P≤0.020wt%,S≤0.008wt%,Alt(全 铝或Al的总含量):0.020~0.050wt%,N≤0.006wt%,Cu:0.20~0.55wt%,Cr:0.30~0.60wt%,Ni:0.04~0.20wt%,Ti:0.05~0.09wt%;余量为Fe和不可避免的微量元素。
进一步的,所述屈服强度550MPa级高强度耐候钢化学成分重量百分比为C:0.054wt%, Si:0.057wt%,Mn:0.81wt%,P:0.012wt%,S:0.002wt%,Alt:0.036wt%,N:0.29wt%, Cu:0.26wt%,Cr:0.35wt%,Ni:0.09wt%,Ti:0.077wt%;余量为Fe和不可避免的微 量元素,产品屈服强度ReL≥550MPa,抗拉强度Rm为620~800MPa,延伸率A≥18%,-40℃ 冲击吸收功Akv≥38J。
进一步的,所述屈服强度550MPa级高强度耐候钢化学成分重量百分比为C:0.063wt%, Si:0.057wt%,Mn:1.24wt%,P:0.013wt%,S:0.002wt%,Alt:0.037wt%,N:0.28wt%, Cu:0.26wt%,Cr:0.36wt%,Ni:0.09wt%,Ti:0.058wt%;余量为Fe和不可避免的微 量元素,产品屈服强度ReL≥550MPa,抗拉强度Rm为620~800MPa,延伸率A≥18%,-40℃ 冲击吸收功Akv≥38J。
本发明通过成分的优化设计,不添加铌、钒,降低成本,并严格控制钢中N含量,实现该产品的稳定生产,获得机械性能稳定及冷弯、冲击性能良好的高强度耐候钢。本发明所得的冷轧低合金高强钢屈服强度ReL≥550MPa,抗拉强度Rm为620~800MPa,延伸率 A≥18%,-40℃冲击吸收功Akv≥38J。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现说明本发明。
本发明的屈服强度550MPa级高强度耐候钢,化学成分重量百分比为C:0.03~0.08wt%, Si≤0.15wt%,Mn:0.70~1.40wt%,P≤0.020wt%,S≤0.008wt%,Alt:0.020~0.050wt%, N≤0.006wt%,Cu:0.20~0.55wt%,Cr:0.30~0.60wt%,Ni:0.04~0.20wt%,Ti:0.05~0.09wt%; 余量为Fe和不可避免的微量元素。
本发明的屈服强度550MPa级高强度耐候钢的制造方法,其工艺路线为:高炉铁水冶炼 →铁水脱硫预处理→转炉钢水冶炼→LF炉(钢包精炼炉)钢水精炼处理→RH炉(真空循环 脱气精炼炉)→板坯连铸→热连轧→平整→检验包装入库;其中,各阶段的工艺特点为:
转炉钢水冶炼:入炉铁水要求S≤0.040Wt%;冶炼过程采用全程底吹氩气;转炉终点 控制C≤0.05Wt%,P≤0.018Wt%;
LF钢水精炼处理:钢水在LF炉进行脱氧及合金化处理;
RH钢水精炼处理:真空总循环时间15~30min,极限真空保持时间10min以上;净循环 时间3min以上;钙处理后软吹氩时间8~10min;钢水镇静时间≥18min;
板坯连铸:采用钢包下渣检测控制,中间包浇注温度为1530~1560℃,中间包使用碱 性覆盖剂,使用低碳钢保护渣,铸坯拉速为1.00~1.42m/min。
高精度连铸控制工艺:采取“弱冷+低过热度+恒拉速+高矫直温度”浇铸工艺(①、弱 冷:同一铸机生产情况下,本发明涉及钢种所使用冷却水压力与流量为生产其他相同强度 级别钢种的85%~95%;②、低过热度:按0~20℃进行控制;③、恒拉速:连铸拉速波动范 围控制在0.1m/min以内;④、高矫直温度:提高连铸坯矫直温度至900~950℃,避开铸坯高温脆性区间730℃~880℃),有效降低了板坯表面裂纹的产生。
热连轧:控制铸坯加热温度为1200~1250℃,保证铸坯在炉温度≥1100℃条件下保持 时间≥180min,使钛微合金充分固溶以控制奥氏体晶粒度,最大程度发挥钛微合金化的固 溶强化效果;采用七机架热连轧机,终轧温度控制在880~920℃,卷取温度590~630℃。
本发明中,还采取了一下措施:
控制钢水中的N≤0.006wt%,减少板坯连铸过程中Ti与N在液态钢水中的析出,能够降低尺寸粗大的TiN析出物对550MPa级高强度耐候钢韧性的破坏作用;
钢中添加少量的Ti,以减少与Al元素反应的N含量,使AlN的析出受到抑制,有效的减少铸坯的表面裂纹。
本发明的屈服强度550MPa级高强度耐候钢的生产方法采用下述成分配比和具体工艺。 其中,表1是各实施例钢的成分(按重量百分比计)。表2是与表1所述实施例对应的工艺 参数。表3是与表1各实施例对应的力学性能。其中,表1中实例1和实例2的成分相同, 但工艺参数不同,实例3和实例4的成分相同,但工艺参数不同,实例1和实例3的成分 不同。
本发明的屈服强度550MPa级高强度耐候钢及其制造方法,使得产品屈服强度ReL≥550MPa,抗拉强度Rm为620~800MPa,延伸率A≥18%,-40℃冲击吸收功Akv≥38J。
进一步的,产品屈服强度ReL≥590MPa,抗拉强度Rm大于650MPa,延伸率A≥20%,-40℃ 冲击吸收功Akv≥42J。其中,延伸率A可达到23.3%,-40℃冲击吸收功Akv可达到52J。
进一步的,产品屈服强度ReL≥610MPa,抗拉强度Rm大于670MPa,延伸率A≥21%,-40℃ 冲击吸收功Akv≥47J。
进一步的,产品屈服强度ReL≥620MPa,抗拉强度Rm大于680MPa,延伸率A≥20%,-40℃ 冲击吸收功Akv≥45J。
进一步的,产品屈服强度ReL≥630MPa,抗拉强度Rm大于700MPa,延伸率A≥21%,-40℃ 冲击吸收功Akv≥42J。
表1:产品化学成分(wt%)
实例 | C | Si | Mn | P | S | Alt | Ti | Cu | Ni | Cr | N |
实例1 | 0.054 | 0.057 | 0.81 | 0.012 | 0.002 | 0.036 | 0.077 | 0.26 | 0.09 | 0.35 | 0.29 |
实例2 | 0.054 | 0.057 | 0.81 | 0.012 | 0.002 | 0.036 | 0.077 | 0.26 | 0.09 | 0.35 | 0.29 |
实例3 | 0.063 | 0.057 | 1.24 | 0.013 | 0.002 | 0.037 | 0.058 | 0.26 | 0.09 | 0.36 | 0.28 |
实例4 | 0.063 | 0.057 | 1.24 | 0.013 | 0.002 | 0.037 | 0.058 | 0.26 | 0.09 | 0.36 | 0.28 |
表2:各实施例具体的工艺参数
表3:各实施例所得低合金高强钢的力学性能
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式,并非用以限定本发明的范围。为本发明 的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合,任何本领域的技术人员,在不脱离本发明 的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改,均应属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种屈服强度550MPa级高强度耐候钢的制造方法,其特征在于,所述制造方法包括以下依次进行的工艺步骤:高炉铁水冶炼、铁水脱硫预处理、转炉钢水冶炼、LF钢水精炼处理、RH钢水精炼处理、板坯连铸、热连轧、平整,其中,转炉钢水冶炼步骤中:入炉铁水要求S≤0.040wt%;冶炼过程采用全程底吹氩气;转炉终点控制C≤0.05wt%,P≤0.018wt%。
2.如权利要求1所述的制造方法,其特征在于,RH钢水精炼处理步骤中:真空总循环时间15~30min,极限真空保持时间10min以上;净循环时间3min以上;钙处理后软吹氩时间8~10min;钢水镇静时间≥18min。
3.如权利要求1所述的制造方法,其特征在于,板坯连铸步骤中:采用钢包下渣检测控制,中间包浇注温度为1530~1560℃,中间包使用碱性覆盖剂,使用低碳钢保护渣,铸坯拉速为1.00~1.42m/min。
4.如权利要求1所述的制造方法,其特征在于,热连轧步骤中:控制铸坯加热温度为1200~1250℃,保证铸坯在炉温度≥1100℃条件下保持时间≥180min,使钛微合金充分固溶以控制奥氏体晶粒度,最大程度发挥钛微合金化的固溶强化效果;采用七机架热连轧机,终轧温度控制在880~920℃,卷取温度590~630℃。
5.如权利要求1所述的制造方法,其特征在于,成品厚度为6mm,加热炉均热温度1246℃,在炉温度≥1100℃保持时间196min,终轧温度控制在898℃,卷取温度608℃。
6.如权利要求1所述的制造方法,其特征在于,成品厚度为6mm,加热炉均热温度1250℃,在炉温度≥1100℃保持时间185min,终轧温度控制在895℃,卷取温度612℃。
7.如权利要求1所述的制造方法,其特征在于,成品厚度为6mm,加热炉均热温度1248℃,在炉温度≥1100℃保持时间189min,终轧温度控制在901℃,卷取温度610℃。
8.如权利要求1所述的制造方法,其特征在于,所述屈服强度550MPa级高强度耐候钢化学成分重量百分比为C:0.03~0.08wt%,Si≤0.15wt%,Mn:0.70~1.40wt%,P≤0.020wt%,S≤0.008wt%,Alt:0.020~0.050wt%,N≤0.006wt%,Cu:0.20~0.55wt%,Cr:0.30~0.60wt%,Ni:0.04~0.20wt%,Ti:0.05~0.09wt%;余量为Fe和不可避免的微量元素。
9.如权利要求1所述的制造方法,其特征在于,所述屈服强度550MPa级高强度耐候钢化学成分重量百分比为C:0.054wt%,Si:0.057wt%,Mn:0.81wt%,P:0.012wt%,S:0.002wt%,Alt:0.036wt%,N:0.29wt%,Cu:0.26wt%,Cr:0.35wt%,Ni:0.09wt%,Ti:0.077wt%;余量为Fe和不可避免的微量元素,产品屈服强度ReL≥550MPa,抗拉强度Rm为620~800MPa,延伸率A≥18%,-40℃冲击吸收功Akv≥38J。
10.如权利要求1所述的制造方法,其特征在于,所述屈服强度550MPa级高强度耐候钢化学成分重量百分比为C:0.063wt%,Si:0.057wt%,Mn:1.24wt%,P:0.013wt%,S:0.002wt%,Alt:0.037wt%,N:0.28wt%,Cu:0.26wt%,Cr:0.36wt%,Ni:0.09wt%,Ti:0.058wt%;余量为Fe和不可避免的微量元素,产品屈服强度ReL≥550MPa,抗拉强度Rm为620~800MPa,延伸率A≥18%,-40℃冲击吸收功Akv≥38J。
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