CN108707829A - 低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板及其生产方法 - Google Patents

低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板及其生产方法，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.05～0.07%，Mn：1.60～1.70%，P≤0.015%，S≤0.003%，Nb：0.035～0.045%，V：0.020～0.030%，Ni：0.18～0.25%，Al：0.020～0.040%，其余为Fe和不可避免的杂质；所述生产方法包括初炼、LF精炼、轧制和控冷工序；所述轧制工序，采用Ⅱ型控制轧制。本发明生产的低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板性能和组织均匀一致，‑60℃冲击韧性优良，有效的提高了生产效率，降低了生产成本，钢板性能达到国际先进水平，深得客户信赖。

Description

低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板及其生产方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板及其生产方法。
背景技术
随着桥梁用钢的快速发展，对大跨度桥梁用钢、极寒地区桥梁用钢产品的质量要求越来越苛刻，特别是对钢板要具有高强度、易焊接性、低温冲击韧性等特殊要求。
一般情况为保证低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板的低温韧性和强度性能，采用淬火+回火处理，但此方法生产的钢板实物碳当量偏高，焊接难度大，冲击韧性富余量较小，且需要加入贵重合金Mo元素，大大提高生产成本。本发明生产方法采用低C含量的成分设计，通过加入少量Ni元素，保证钢板的低温韧性，通过特殊的轧制控冷模式进而得到低碳贝氏体钢，保证强度，屈强比≤0.85，-60℃低温冲击满足要求，解决了淬火+回火生产的Q420qF强度级别用钢板碳当量偏高，冲击韧性富余量较小，生产成本偏高问题。采用本发明方法生产的低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板性能达到国际先进水平，深得客户信赖。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板，同时本发明还提供了一种低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板的生产方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.05～0.07%，Mn：1.60～1.70%，P≤0.015%，S≤0.003%，Nb：0.035～0.045%，V：0.020～0.030%，Ni：0.18～0.25%，Al：0.020～0.040%，其余为Fe和不可避免的杂质。
本发明所述钢板厚度为12～40mm。
本发明所述钢板组织为粒状贝氏体+铁素体，晶粒度≥9级。
本发明所述钢板屈服强度≥420MPa，抗拉强度≥540MPa，屈强比≤0.85，延伸率≥19%，-60℃横向冲击功≥47J。
本发明还提供了一种低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板的生产方法，所述生产方法包括初炼、LF精炼、轧制和控冷工序；所述轧制工序，采用Ⅱ型控制轧制。
本发明所述初炼工序，保证出钢钢水成分C≤0.04%。
本发明所述LF精炼工序，初炼完出钢尽快加Al脱氧，白渣保持时间≥30min。
本发明所述轧制工序，Ⅰ阶段开轧温度1000～1050℃，Ⅱ阶段开轧温度830～840℃，终轧温度790～800℃，晾钢厚度≥100mm。
本发明所述控冷工序，钢板采用ACC冷却，终冷温度550～600℃。
本发明生产流程为电炉或转炉初炼、LF精炼、VD真空处理、连铸、加热、轧制、控冷。
本发明低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板产品标准参考GB/T714-2015；检测方法标准参考GB/T2975，GB/T228，GB/T228，GB/T6394。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明采用低C含量的成分设计，保证钢板的易焊接性和低焊接裂纹敏感性。2、本发明通过加入少量Ni元素，保证钢板的低温韧性。3、本发明生产的低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板，通过特殊的轧制、控冷模式进而得到低碳贝氏体钢，整体性能和组织均匀一致，保证强度和-60℃低温冲击满足要求，降低了生产成本。4、本发明生产的钢板屈服强度≥420MPa，抗拉强度≥540MPa，屈强比≤0.85，延伸率≥19%，-60℃横向冲击功≥47J。5、本发解决了淬火+回火生产出来的Q420qF强度级别用钢板碳当量偏高，冲击韧性富余量较小，生产成本偏高问题，钢板实物性能达到国际先进水平，深得客户信赖。
附图说明
图1为实施例1低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板金相组织图；
图2为实施例2低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板金相组织图；
图3为实施例3低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板金相组织图；
图4为实施例4低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板金相组织图。
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
本实施例低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板厚度为12mm，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.05%，Mn：1.70%，P：0.015%，S：0.002%，Nb：0.035%，V：0.030%，Ni：0.20%，Al：0.040%，其余为铁和不可避免的杂质。
本实施例低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板生产方法包括初炼、LF精炼、轧制和控冷工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）初炼工序：出钢时钢水成分C：0.04%；
（2）LF精炼工序：初炼完出钢加Al脱氧，白渣保持时间35min；
（3）轧制工序：采用Ⅱ型控轧，Ⅰ阶段开轧温度1000℃，Ⅱ阶段开轧温度835℃，终轧温度800℃，晾钢厚度100mm；
（4）控冷工序：钢板采用ACC冷却，终冷温度600℃。
本实施例所得低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板力学性能见表1，金相组织见图1。
由表1可见钢板屈服强度、抗拉强度富余量较大，延伸率23%，屈强比0.77，完全满足标准要求，-60℃冲击韧性良好、均在47J以上；由图1可见钢板组织为粒状贝氏体+铁素体，晶粒度9级；说明钢板组织均匀，性能均匀，屈强比较低，完全满足客户的特殊性能要求。
表1 实施例1低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板力学性能数据
实施例2
本实施例低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板厚度为20mm，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.07%，Mn：1.60%，P：0.013%，S：0.003%，Nb：0.045%，V：0.020%，Ni：0.25%，Al：0.020%，其余为铁和不可避免的杂质。
本实施例低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板生产方法包括初炼、LF精炼、轧制和控冷工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）初炼工序：出钢时钢水成分C：0.03%；
（2）LF精炼工序：初炼完出钢加Al脱氧，白渣保持时间30min；
（3）轧制工序：采用Ⅱ型控轧，Ⅰ阶段开轧温度1050℃，Ⅱ阶段开轧温度840℃，终轧温度790℃，晾钢厚度100mm；
（4）控冷工序：钢板采用ACC冷却，终冷温度580℃。
本实施例所得低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板力学性能见表2，金相组织见图2。
由表2可见钢板屈服强度、抗拉强度富余量较大，延伸率22%，屈强比0.81，完全满足标准要求，-40℃冲击韧性良好、均在47J以上；由图2可见钢板组织为粒状贝氏体+铁素体，晶粒度9.5级；说明钢板组织均匀，性能均匀，屈强比较低，完全满足客户的特殊性能要求。
表2 实施例2低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板力学性能数据
实施例3
本实施例低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板厚度为30mm，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.06%，Mn：1.65%，P：0.012%，S：0.002%，Nb：0.040%，V：0.025%，Ni：0.18%，Al：0.035%，其余为铁和不可避免的杂质。
本实施例低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板生产方法包括初炼、LF精炼、轧制和控冷工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）初炼工序：出钢时钢水成分C：0.04%；
（2）LF精炼工序：初炼完出钢加Al脱氧，白渣保持时间40min；
（3）轧制工序：采用Ⅱ型控轧，Ⅰ阶段开轧温度1020℃，Ⅱ阶段开轧温度830℃，终轧温度790℃，晾钢厚度110mm；
（4）控冷工序：钢板采用ACC冷却，终冷温度560℃。
本实施例所得低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板力学性能见表3，金相组织见图3。
由表3可见钢板屈服强度、抗拉强度富余量较大，延伸率21%，屈强比0.81，完全满足标准要求，-60℃冲击韧性良好，均在47J以上；由图3可见钢板组织为粒状贝氏体+铁素体，晶粒度10级；说明钢板组织均匀，性能均匀，屈强比较低，完全满足客户的特殊性能要求。
表3 实施例3低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板力学性能数据
实施例4
本实施例低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板厚度为40mm，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.06%，Mn：1.65%，P：0.014%，S：0.002%，Nb：0.040%，V：0.025%，Ni：0.18%，Al：0.035%，其余为铁和不可避免的杂质。
本实施例低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板生产方法包括初炼、LF精炼、轧制和控冷工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）初炼工序：出钢时钢水成分C：0.04%；
（2）LF精炼工序：初炼完出钢加Al脱氧，白渣保持时间35min；
（3）轧制工序：采用Ⅱ型控轧，Ⅰ阶段开轧温度1035℃，Ⅱ阶段开轧温度840℃，终轧温度795℃，晾钢厚度100mm；
（4）控冷工序：钢板采用ACC冷却，终冷温度550℃。
本实施例所得低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板力学性能见表4，金相组织见图4。
由表4可见钢板屈服强度、抗拉强度富余量较大，延伸率22%，屈强比0.81，完全满足标准要求，-60℃冲击韧性良好，均在47J以上；由图4可见钢板组织为粒状贝氏体+铁素体，晶粒度9.5级；说明钢板组织均匀，性能均匀，屈强比较低，完全满足客户的特殊性能要求。
表4 实施例4低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板力学性能数据
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 (9)

1.一种低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板，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：0.05～0.07%，Mn：1.60～1.70%，P≤0.015%，S≤0.003%，Nb：0.035～0.045%，V：0.020～0.030%，Ni：0.18～0.25%，Al：0.020～0.040%，其余为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板，其特征在于，所述钢板厚度为12～40mm。
3.根据权利要求1所述的一种低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板，其特征在于，所述钢板组织为粒状贝氏体+铁素体，晶粒度≥9级。
4.根据权利要求1所述的一种低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板，其特征在于，所述钢板屈服强度≥420MPa，抗拉强度≥540MPa，屈强比≤0.85，延伸率≥19%，-60℃横向冲击功≥47J。
5.基于权利要求1-4任意一项所述的一种低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括初炼、LF精炼、轧制和控冷工序；所述轧制工序，采用Ⅱ型控制轧制。
6.根据权利要求5所述的一种低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板的生产方法，其特征在于，所述初炼工序，出钢钢水成分C≤0.04%。
7.根据权利要求5所述的一种低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板的生产方法，其特征在于，所述LF精炼工序，初炼完出钢加Al脱氧，白渣保持时间≥30min。
8.根据权利要求5-7任意一项所述的一种低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板的生产方法，其特征在于，所述轧制工序，Ⅰ阶段开轧温度1000～1050℃，Ⅱ阶段开轧温度830～840℃，终轧温度790～800℃，晾钢厚度≥100mm。
9.根据权利要求5-7任意一项所述的一种低焊接裂纹敏感性Q420qF桥梁用钢板的生产方法，其特征在于，所述控冷工序，钢板采用ACC冷却，终冷温度550～600℃。
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