CN108315653A - 一种超厚超宽钢板及其正火热处理方法 - Google Patents

一种超厚超宽钢板及其正火热处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超厚超宽钢板及其正火热处理方法，所述钢板化学成分组成及质量百分含量为：C≤0.25%、Si：0.13～0.45%、Mn：0.84～1.62%、P≤0.015%、S≤0.010%、Cr+Mo+Ni+Cu≤0.75%、Al≥0.020%、N≤0.012%，其余为Fe和不可避免的杂质元素；正火热处理温度为Ac3+30～50℃，总加热时间≥4.0min/mm。本发明钢板正火热处理后得到晶粒均匀、细化的珠光体+铁素体，晶粒度8.0～9.5级，‑20℃横向平均冲击功≥100J，370℃高温抗拉强度≥570MPa，D=3a、180度冷弯良好；具有工序简单、产品质量稳定、可实现批量生产的特点。

Description

一种超厚超宽钢板及其正火热处理方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种超厚超宽钢板及其正火热处理方法。
背景技术
热处理是机械制造的重要组成部分，是现代制造业生产链上不可或缺的重要环节，是促进金属材料潜力充分发挥、提高机械零件内在质量和使用寿命的关键加工工序，是机械制造的基础技术。
热处理工艺改善是提高钢板综合机械性能的有效手段，尤其是正火热处理工艺，可以使钢板获得晶粒均匀、强韧性匹配优良的综合性能，钢板板型稳定的外观形貌。正是基于这些优点，强化对超厚超宽钢板正火热处理工艺研究，打破国外技术垄断，提升国内热处理工艺水平，尤其是实现正火态超厚超宽钢板国产化迫切需求，我公司结合生产合同和生产设备能力，经过技术开发，超厚超宽钢板正火热处理方法取得新突破并已形成自主核心技术，在国内产品市场竞争中，乃至于国外同行业处于领先地位，取代了产品进口，实现了高端产品国产化。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种超厚超宽钢板及其正火热处理方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种超厚超宽钢板，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C≤0.25%、Si：0.13～0.45%、Mn：0.84～1.62%、P≤0.015%、S≤0.010%、Cr+Mo+Ni+Cu≤0.75%、Al≥0.020%、N≤0.012%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
本发明所述钢板最大厚度为200mm、最大宽度为3800mm。
本发明还提供了一种超厚超宽钢板的正火热处理方法，所述正火热处理方法，正火温度为Ac3+30～50℃；按钢板厚度计，总加热时间≥4.0min/mm，出炉空冷。
本发明所述正火热处理方法，辊速≤1.5m/min，钢板间距≥3m。
本发明所述正火热处理方法，正火炉加热烧嘴完好率≥90%，在保温段使用摇摆模式。
本发明所述正火热处理方法，正火钢板出炉后，进入冷床空冷，每隔0.5～1.0h，冷床摇摆5～10m，钢板温度≤100℃下钢。
本发明所述正火热处理后钢板全厚度方向得到均匀、细化的贝氏体+珠光体，晶粒度达到8.0～9.5级。
本发明所述正火热处理后钢板机械性能：屈服强度≥350MPa，抗拉强度≥630MPa，屈强比≤0.85，延伸率≥22%，-20℃横向平均冲击功≥100J，370℃高温抗拉强度≥570MPa，D=3a、180度冷弯良好。
本发明一种超厚超宽钢板及其正火热处理方法，所述超厚超宽钢板标准参考ASMESA299/SA299M；所述正火热处理后超厚超宽钢板性能检测方法标准参考ASME SA370/SA370M。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明选择合适的热处理温度及合适的正火热处理工艺，使钢板全厚度方向得到晶粒均匀、细化的珠光体+铁素体，晶粒度达到8.0～9.5级，钢板强韧性及屈强比适中，屈服强度≥350MPa，抗拉强度≥630MPa，屈强比≤0.85，延伸率≥22%，-20℃横向平均冲击功≥100J，370℃高温抗拉强度≥570MPa，D=3a、180度冷弯良好，得到综合性能优良的可焊接用锅炉汽包钢板。2、本发明方法具有工序简单、产品质量稳定、可实现批量生产的特点。
附图说明
图1为实施例1超厚超宽钢板正火热处理后金相组织图；
图2为实施例2超厚超宽钢板正火热处理后金相组织图；
图3为实施例3超厚超宽钢板正火热处理后金相组织图；
图4为实施例4超厚超宽钢板正火热处理后金相组织图；
图5为实施例5超厚超宽钢板正火热处理后金相组织图；
图6为实施例6超厚超宽钢板正火热处理后金相组织图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
本实施例超厚超宽钢板厚度为200mm、宽度为3800mm，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.24%、Si：0.28%、Mn：1.48%、P：0.007%、S：0.003%、Ni：0.28%、Cr：0.20%、Mo：0.08%、Cu：0.19%、Al：0.035%、N：0.012%，ceq：0.57%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
本实施例超厚超宽钢板正火热处理方法工艺步骤如下所述：
（1）正火保温温度控制在Ac3+50℃，总加热时间4.5min/mm，出炉空冷；
（2）正火炉加热烧嘴完好率90%，辊速1.5m/min，钢板间距3m，在保温段使用摇摆模式；
（3）正火钢板出炉后，进入冷床空冷，每隔1.0h，冷床摇摆5m，钢板温度100℃下钢。
本实施例超厚超宽钢板正火热处理后的机械性能为：屈服强度370MPa，抗拉强度662MPa，屈强比0.56，延伸率28.0%；-20℃横向1/4处冲击功：121J、116J、126J；370℃高温抗拉强度588MPa，D=3a、180度冷弯良好；钢板全厚度方向得到均匀、细化的贝氏体+珠光体，晶粒度达到8.0级，钢板正火热处理后金相组织见图1。钢板机械性能良好，强韧性优良。
实施例2
本实施例超厚超宽钢板厚度为170mm、宽度3800mm，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.24%、Si：0.26%、Mn：1.47%、P：0.005%、S：0.002%、Ni：0.26%、Cr：0.20%、Mo：0.08%、Cu：0.10%、Al：0.035%、N：0.010%，ceq：0.57%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
本实施例超厚超宽钢板正火热处理方法工艺步骤如下所述：
（1）正火保温温度控制在Ac3+50℃，总加热时间4.3min/mm，出炉空冷；
（2）正火炉加热烧嘴完好率90%，辊速1.5m/min，钢板间距3m，在保温段使用摇摆模式；
（3）正火钢板出炉后，进入冷床空冷，每隔1.0h，冷床摇摆7m，钢板温度80℃下钢。
本实施例超厚超宽钢板正火热处理后的机械性能为：屈服强度385MPa，抗拉强度677MPa，屈强比0.57，延伸率29.0%；-20℃横向1/4处冲击功：128J、132J、120J；370℃高拉抗拉强度585MPa，D=3a、180度冷弯良好；钢板全厚度方向得到均匀、细化的贝氏体+珠光体，晶粒度达到8.5级，钢板正火热处理后金相组织见图2。钢板机械性能良好，强韧性优良。
实施例3
本实施例超厚超宽钢板厚度为140mm、宽度3680mm，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.23%、Si：0.45%、Mn：1.45%、P：0.005%、S：0.001%、Ni：0.25%、Cr：0.15%、Mo：0.06%、Cu：0.15%、Al：0.030%、N：0.008%，ceq：0.54%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
本实施例超厚超宽钢板正火热处理方法工艺步骤如下所述：
（1）正火保温温度控制在Ac3+30℃，总加热时间4.5min/mm，出炉空冷；
（2）正火炉加热烧嘴完好率90%，辊速1.5m/min，钢板间距3m，在保温段使用摇摆模式；
（3）正火钢板出炉后，进入冷床空冷，每隔1.0h，冷床摇摆9m，钢板温度90℃下钢。
本实施例超厚超宽钢板正火热处理后的机械性能为：屈服强度395MPa，抗拉强度686MPa，屈强比0.58，延伸率27.5%；-20℃横向1/4处冲击功：142J、142J、138J；370℃高拉抗拉强度583MPa，D=3a、180度冷弯良好；钢板全厚度方向得到均匀、细化的贝氏体+珠光体，晶粒度达到8.5级，钢板正火热处理后金相组织见图3。钢板机械性能良好，强韧性优良。
实施例4
本实施例超厚超宽钢板厚度为100mm、宽度3750mm，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.23%、Si：0.26%、Mn：0.84%、P：0.005%、S：0.003%、Ni：0.23%、Cr：0.16%、Mo：0.06%、Cu：0.25%、Al：0.027%、N：0.011%，ceq：0.45%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
本实施例超厚超宽钢板正火热处理方法工艺步骤如下所述：
（1）正火保温温度控制在Ac3+30℃，总加热时间4.0min/mm，出炉空冷；
（2）正火炉加热烧嘴完好率90%，辊速1.5m/min，钢板间距4m，在保温段使用摇摆模式；
（3）正火钢板出炉后，进入冷床空冷，每隔1.0h，冷床摇摆6m，钢板温度95℃下钢。
本实施例超厚超宽钢板正火热处理后的机械性能为：屈服强度410MPa，抗拉强度695MPa，屈强比0.59，延伸率28.5%；-20℃横向1/4处冲击功：148J、153J、158J；370℃高拉抗拉强度590MPa，D=3a、180度冷弯良好；钢板全厚度方向得到均匀、细化的贝氏体+珠光体，晶粒度达到8.5级，钢板正火热处理后金相组织见图4。钢板机械性能良好，强韧性优良。
实施例5
本实施例超厚超宽钢板厚度为70mm、宽度3800mm，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.22%、Si：0.26%、Mn：1.45%、P：0.005%、S：0.001%、Ni：0.23%、Cr：0.16%、Mo：0.06%、Cu：0.18%、Al：0.027%、N：0.006%，ceq：0.53%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
本实施例超厚超宽钢板正火热处理方法工艺步骤如下所述：
（1）正火保温温度控制在Ac3+30℃，总加热时间4.0min/mm，出炉空冷；
（2）正火炉加热烧嘴完好率90%，辊速1.2m/min，钢板间距5m，在保温段使用摇摆模式；
（3）正火钢板出炉后，进入冷床空冷，每隔0.5h，冷床摇摆8m，钢板温度70℃下钢。
本实施例超厚超宽钢板正火热处理后的机械性能为：屈服强度400MPa，抗拉强度690MPa，屈强比0.58，延伸率28.0%；-20℃横向1/4处冲击功：138J、142J、148J；370℃高拉抗拉强度585MPa，D=3a、180度冷弯良好；钢板全厚度方向得到均匀、细化的贝氏体+珠光体，晶粒度达到9.0级，钢板正火热处理后金相组织见图5。钢板机械性能良好，强韧性优良。
实施例6
本实施例超厚超宽钢板厚度为50mm、宽度3800mm，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.25%、Si：0.13%、Mn：1.62%、P：0.015%、S：0.010%、Ni：0.20%、Cr：0.16%、Mo：0.06%、Cu：0.30%、Al：0.020%、N：0.010%，ceq：0.60%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
本实施例超厚超宽钢板正火热处理方法工艺步骤如下所述：
（1）正火保温温度控制在Ac3+30℃，总加热时间4.0min/mm，出炉空冷；
（2）正火炉加热烧嘴完好率95%，辊速1.0m/min，钢板间距5m，在保温段使用摇摆模式；
（3）正火钢板出炉后，进入冷床空冷，每隔0.75h，冷床摇摆10m，钢板温度100℃下钢。
本实施例超厚超宽钢板正火热处理后的机械性能为：屈服强度396MPa，抗拉强度682MPa，屈强比0.58，延伸率30.0%；-20℃横向1/4处冲击功：136J、146J、157J；370℃高拉抗拉强度584MPa，D=3a、180度冷弯良好；钢板全厚度方向得到均匀、细化的贝氏体+珠光体，晶粒度达到9.5级，钢板正火热处理后金相组织见图6。钢板机械性能良好，强韧性优良。
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 (8)

1.一种超厚超宽钢板，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≤0.25%、Si：0.13～0.45%、Mn：0.84～1.62%、P≤0.015%、S≤0.010%、Cr+Mo+Ni+Cu≤0.75%、Al≥0.020%、N≤0.012%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
2.根据权利要求1所述的一种超厚超宽钢板，其特征在于，所述钢板最大厚度为200mm、最大宽度为3800mm。
3.基于权利要求1或2所述的一种超厚超宽钢板的正火热处理方法，其特征在于，所述正火热处理方法，正火温度为Ac3+30～50℃；按钢板厚度计，总加热时间≥4.0min/mm，出炉空冷。
4.根据权利要求3所述的一种超厚超宽钢板的正火热处理方法，其特征在于，所述正火热处理方法，辊速≤1.5m/min，钢板间距≥3m。
5.根据权利要求3所述的一种超厚超宽钢板的正火热处理方法，其特征在于，所述正火热处理方法，正火炉加热烧嘴完好率≥90%，在保温段使用摇摆模式。
6.根据权利要求3所述的一种超厚超宽钢板的正火热处理方法，其特征在于，所述正火热处理方法，正火钢板出炉后，进入冷床空冷，每隔0.5～1.0h，冷床摇摆5～10m，钢板温度≤100℃下钢。
7.根据权利要求3-5任意一项所述的一种超厚超宽钢板的正火热处理方法，其特征在于，所述正火热处理后钢板全厚度方向得到均匀、细化的贝氏体+珠光体，晶粒度达到8.0～9.5级。
8.根据权利要求3-5任意一项所述的一种超厚超宽钢板的正火热处理方法，其特征在于，所述正火热处理后钢板机械性能：屈服强度≥350MPa，抗拉强度≥630MPa，屈强比≤0.85，延伸率≥22%，-20℃横向平均冲击功≥100J，370℃高温抗拉强度≥570MPa，D=3a、180度冷弯良好。
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WO2020153085A1 (ja) * 2019-01-23 2020-07-30 Ｊｆｅスチール株式会社 厚鋼板およびその製造方法
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