CN108823497A - 一种tmcp型钢板及其模焊热处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种TMCP型钢板及其模焊热处理方法,钢板化学成分组成及其质量百分含量为:C≤0.10%,Si:0.20~0.40%,Mn:1.52~1.62%,P≤0.015%,S≤0.003%,Cr+Mo+Ni+Cu≤0.70%,Al:0.020~0.050%,N≤0.008%,Nb+Ti+V≤0.11%,其余为Fe和不可避免的杂质;模焊热处理方法包括回火和冷却工序。本发明钢板模焊热处理后全厚度方向得到晶粒细化的铁素体+粒状贝氏体+珠光体均匀组织,晶粒度≥8.0级,综合性能优良,可作为焊接用海上固定结构钢板。本发明方法具有工序简单、产品质量稳定、可批量生产。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域,具体涉及一种TMCP型钢板及其模焊热处理方法。
背景技术
目前,超厚超宽钢板实物尺寸大且单重超重,热处理设备不能满足模焊所需的工艺要求,尤其是保障超厚超宽钢板回火所需的温度及加热保温时间,严重制约了超厚超宽钢板模焊热处理工艺的研究与技术提升,成为开发超厚超宽钢板模焊热处理工艺的瓶颈,导致国内所需超厚超宽钢板主要依赖进口。
鉴于此,我公司结合生产合同与生产设备保障能力,成功开发了一种TMCP型S355G8+M-Z35超厚超宽钢板及其模焊热处理方法,已形成自主核心技术,在产品市场竞争中,取代了产品进口,具有工序简单、产品质量稳定、可实现批量生产的特点,实现订单合同≥1500t/年、销售利润≥180万元/年。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种TMCP型钢板及其模焊热处理方法。
为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案是:一种TMCP型钢板,所述钢板为TMCP型S355G8+M-Z35钢板,化学成分组成及其质量百分含量为:C≤0.10%,Si:0.20~0.40%,Mn:1.52~1.62%,P≤0.015%,S≤0.003%,Cr+Mo+Ni+Cu≤0.70%,Al:0.020~0.050%,N≤0.008%,Nb+Ti+V≤0.11%,其余为Fe和不可避免的杂质。
本发明所述钢板厚度:8~100mm、宽度:3000~3850mm。
本发明还提供了一种TMCP型钢板的模焊热处理方法,所述模焊热处理方法包括回火和冷却工序;所述回火工序,回火温度为560~670℃,装出炉温度≤427℃,升降温速度≤55℃,总加热时间≥4h,出炉空冷。
本发明所述回火工序,按钢板厚度计,加热系数≥4.0min/mm,总加热时间≥1h,出炉空冷。
本发明所述回火工序,辊速≤2.5m/min,钢板间距≥2m。
本发明所述回火工序,回火炉加热烧嘴完好率≥90%;在保温段使用摇摆模式,摇摆速度2.0m/min。
本发明所述冷却工序,回火钢板出炉后,进入冷床空冷,每隔0.5~1.0h,冷床摇摆5~10m,加速钢板冷却,钢板温度≤100℃停止摇摆并及时下钢。
本发明所述模焊热处理方法处理后钢板全厚度方向得到均匀、细化的铁素体+粒状贝氏体+珠光体组织,晶粒度≥8.0级。
本发明所述模焊热处理方法处理后钢板机械性能:屈服强度≥470MPa,抗拉强度≥560MPa,屈强比≤0.90,延伸率≥20%,-40℃横向冲击功≥100J,厚拉断面收缩率≥40%、D=3a、180度横向冷弯无裂纹
本发明TMCP型S355G8+M-Z35钢板及其模焊热处理方法生产的钢板产品标准参考EN10029-1991;模焊热处理后钢板性能检测方法标准参考EN10225-2009。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于:1、本发明选择合适的模焊回火热处理工艺,钢板模焊热处理后全厚度方向得到晶粒细化的铁素体+粒状贝氏体+珠光体均匀组织,晶粒度≥8.0级;模焊热处理后钢板强韧性及屈强比适中,屈服强度≥470MPa,抗拉强度≥560MPa,屈强比≤0.90,延伸率≥20%,-40℃横向冲击功≥100J,厚拉断面收缩率≥40%、D=3a、180度横向冷弯无裂纹,得到综合性能优良的可焊接用海上固定结构用钢板。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,实现订单合同≥1500t/年、销售利润≥180万元/年。
附图说明
图1为实施例1钢板模焊后金相组织图;
图2为实施例2钢板模焊后金相组织图;
图3为实施例3钢板模焊后金相组织图;
图4为实施例4钢板模焊后金相组织图;
图5为实施例5钢板模焊后金相组织图;
图6为实施例6钢板模焊后金相组织图;
图7为实施例7钢板模焊后金相组织图。
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
本实施例钢板厚度为100mm、宽度为3850mm,其化学成分组成及质量百分含量为:C:0.08%,Si:0.25%,Mn:1.60%,P:0.007%,S:0.001%,Cr:0.18%,Ni:0.45%,Al:0.035%,Cu:0.01%,N:0.0040%,Nb:0.030%,V:0.040%,其余为Fe和不可避免的杂质。
本实施例钢板模焊热处理方法包括回火和冷却工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)回火工序:回火温度为580℃,427℃装出炉,升降温速度55℃/h,加热系数4.0min/mm,保温时间4.5h,出炉空冷;回火炉加热烧嘴完好率90%,辊速1.5m/min,钢板间距2.5m,在保温段使用摇摆模式,摇摆速度2.0m/min;
(2)冷却工序:回火钢板出炉后,进入冷床空冷,每隔1h,冷床摇摆5m,加速钢板冷却,钢板温度100℃停止摇摆并及时下钢。
本实施例钢板经模焊热处理后的机械性能为:屈服强度535MPa,抗拉强度609MPa,屈强比0.88,延伸率27.0%;-40℃横向1/4处冲击功:127J、126J、121J;厚拉断面收缩率:45%、50%、46%,D=3a、180度冷弯良好;钢板全厚度方向得到均匀、细化的铁素体+粒状贝氏体+珠光体组织,晶粒度8.5级,模焊后钢板金相组织见图1。钢板模焊后机械性能良好,强韧性优良。
实施例2
本实施例钢板厚度为80mm、宽度为3800mm,其化学成分组成及质量百分含量为:C:0.06%,Si:0.30%,Mn:1.55%,P:0.006%,S:0.002%,Cr:0.17%,Ni:0.40%,Al:0.032%,Cu:0.01%,N:0.0036%,Nb:0.027%,V:0.020%,其余为Fe和不可避免的杂质。
本实施例钢板模焊热处理方法包括回火和冷却工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)回火工序:回火温度为600℃,427℃装出炉,升降温速度55℃/h,加热系数4.5min/mm,保温时间5h,出炉空冷;回火炉加热烧嘴完好率90%,辊速2.0m/min,钢板间距2.0m,在保温段使用摇摆模式,摇摆速度2.0m/min;
(2)冷却工序:回火钢板出炉后,进入冷床空冷,每隔1h,冷床摇摆5m,加速钢板冷却,钢板温度100℃停止摇摆并及时下钢。
本实施例钢板经模焊热处理后的机械性能为:屈服强度525MPa,抗拉强度600MPa,屈强比0.88,延伸率27.0%;-40℃横向1/4处冲击功:136J、156J、142J;厚拉断面收缩率:44%、43%、47%,D=3a、180度冷弯良好;钢板全厚度方向得到均匀、细化的铁素体+粒状贝氏体+珠光体组织,晶粒度8.5级,模焊后钢板金相组织见图2。钢板模焊后机械性能良好,强韧性优良。
实施例3
本实施例钢板厚度为60mm、宽度为3800mm,其化学成分组成及质量百分含量为:C:0.055%,Si:0.30%,Mn:1.60%,P:0.007%,S:0.001%,Cr:0.17%,Ni:0.35%,Al:0.032%,Cu:0.01%,N:0.0036%,Nb:0.027%,V:0.020%,其余为Fe和不可避免的杂质。
本实施例钢板模焊热处理方法包括回火和冷却工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)回火工序:回火温度为610℃,427℃装出炉,升降温速度55℃/h,加热系数5.0min/mm,保温时间4.5h,出炉空冷;回火炉加热烧嘴完好率90%,辊速2.0m/min,钢板间距2m,在保温段使用摇摆模式,摇摆速度2.0m/min;
(2)冷却工序:回火钢板出炉后,进入冷床空冷,每隔0.5h,冷床摇摆5m,加速钢板冷却,钢板温度100℃停止摇摆并及时下钢。
本实施例钢板经模焊热处理后的机械性能为:屈服强度537MPa,抗拉强度606MPa,屈强比0.89,延伸率26.0%;-40℃横向1/4处冲击功:212J、197J、184J;厚拉断面收缩率:48%、40%、41%,D=3a、180度冷弯良好;钢板全厚度方向得到均匀、细化的铁素体+粒状贝氏体+珠光体组织,晶粒度8.5级,模焊后钢板金相组织见图3。钢板模焊后机械性能良好,强韧性优良。
实施例4
本实施例钢板厚度为40mm、宽度为3850mm,其化学成分组成及质量百分含量为:C:0.06%,Si:0.25%,Mn:1.53%,P:0.005%,S:0.003%,Cr:0.15%,Ni:0.30%,Al:0.030%,Cu:0.01%,N:0.0020%,Nb:0.027%,V:0.036%,其余为Fe和不可避免的杂质。
本实施例钢板模焊热处理方法包括回火和冷却工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)回火工序:回火温度为630℃,427℃装出炉,升降温速度55℃/h,加热系数4.5min/mm,保温时间3h,出炉空冷;回火炉加热烧嘴完好率90%,辊速2.0m/min,钢板间距2.5m,在保温段使用摇摆模式,摇摆速度2.0m/min;
(2)冷却工序:回火钢板出炉后,进入冷床空冷,每隔1h,冷床摇摆5m,加速钢板冷却,钢板温度100℃停止摇摆并及时下钢。
本实施例钢板经模焊热处理后的机械性能为:屈服强度518MPa,抗拉强度607MPa,屈强比0.85,延伸率27.0%;-40℃横向1/4处冲击功:188J、213J、241J;厚拉断面收缩率:40%、40%、45%,D=3a、180度冷弯良好;钢板全厚度方向得到均匀、细化的铁素体+粒状贝氏体+珠光体组织,晶粒度8.5级,模焊后钢板金相组织见图4。钢板模焊后机械性能良好,强韧性优良。
实施例5
本实施例钢板厚度为30mm、宽度为3800mm,其化学成分组成及质量百分含量为:C:0.04%,Si:0.25%,Mn:1.55%,P:0.005%,S:0.001%,Cr:0.21%,Ni:0.25%,Al:0.036%,Cu:0.01%,N:0.0017%,Nb:0.023%,V:0.030%,其余为Fe和不可避免的杂质。
本实施例钢板模焊热处理方法包括回火和冷却工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)回火工序:回火温度为640℃,427℃装出炉,升降温速度55℃/h,加热系数4.3min/mm,保温时间5.5h,出炉空冷;回火炉加热烧嘴完好率90%,辊速2.5m/min,钢板间距2.0m,在保温段使用摇摆模式,摇摆速度2.0m/min;
(2)冷却工序:回火钢板出炉后,进入冷床空冷,每隔0.5h,冷床摇摆5m,加速钢板冷却,钢板温度100℃停止摇摆并及时下钢。
本实施例钢板经模焊热处理后的机械性能为:屈服强度508MPa,抗拉强度612MPa,屈强比0.83,延伸率28.0%;-40℃横向1/4处冲击功:246J、236J、244J;厚拉断面收缩率:50%、47%、43%,D=3a、180度冷弯良好;钢板全厚度方向得到均匀、细化的铁素体+粒状贝氏体+珠光体组织,晶粒度8.5级,模焊后钢板金相组织见图5。钢板模焊后机械性能良好,强韧性优良。
实施例6
本实施例钢板厚度为20mm、宽度为3500mm,其化学成分组成及质量百分含量为:C:0.10%,Si:0.20%,Mn:1.52%,P:0.015%,S:0.002%,Cr:0.35%,Ni:0.30%,Al:0.020%,Cu:0.05%,N:0.0080%,Nb:0.046%,V:0.064%,其余为Fe和不可避免的杂质。
本实施例钢板模焊热处理方法包括回火和冷却工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)回火工序:回火温度为560℃,420℃装出炉,升降温速度50℃/h,加热系数4.5min/mm,保温时间1h,出炉空冷;回火炉加热烧嘴完好率92%,辊速1.5m/min,钢板间距3.0m,在保温段使用摇摆模式,摇摆速度2.0m/min;
(2)冷却工序:回火钢板出炉后,进入冷床空冷,每隔1h,冷床摇摆10m,加速钢板冷却,钢板温度80℃停止摇摆并及时下钢。
本实施例钢板经模焊热处理后的机械性能为:屈服强度512MPa,抗拉强度569MPa,屈强比0.90,延伸率31.0%;-40℃横向1/4处冲击功:236J、226J、234J;厚拉断面收缩率:68%、69%、65%,D=3a、180度冷弯良好;钢板全厚度方向得到均匀、细化的铁素体+粒状贝氏体+珠光体组织,晶粒度8.0级,模焊后钢板金相组织见图6。钢板模焊后机械性能良好,强韧性优良。
实施例7
本实施例钢板厚度为8mm、宽度为3000mm,其化学成分组成及质量百分含量为:C:0.04%,Si:0.40%,Mn:1.62%,P:0.008%,S:0.001%,Cr:0.26%,Ni:0.26%,Al:0.050%,Cu:0.02%,N:0.0030%,Nb:0.025%,V:0.033%,其余为Fe和不可避免的杂质。
本实施例钢板模焊热处理方法包括回火和冷却工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)回火工序:回火温度为670℃,400℃装出炉,升降温速度45℃/h,加热系数4.70min/mm,加热时间不足1h,按1h计,出炉空冷;回火炉加热烧嘴完好率95%,辊速2.5m/min,钢板间距2.5m,在保温段使用摇摆模式,摇摆速度2.0m/min;
(2)冷却工序:回火钢板出炉后,进入冷床空冷,每隔0.5h,冷床摇摆8m,加速钢板冷却,钢板温度90℃停止摇摆并及时下钢。
本实施例钢板经模焊热处理后的机械性能为:屈服强度488MPa,抗拉强度572MPa,屈强比0.85,延伸率29.0%;-40℃横向1/4处冲击功:256J、246J、247J;厚拉断面收缩率:65%、69%、61%,D=3a、180度冷弯良好;钢板全厚度方向得到均匀、细化的铁素体+粒状贝氏体+珠光体组织,晶粒度9.0级,模焊后钢板金相组织见图7。钢板模焊后机械性能良好,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 (9)
1.一种TMCP型钢板,其特征在于,所述钢板为TMCP型S355G8+M-Z35钢板,化学成分组成及其质量百分含量为:C≤0.10%,Si:0.20~0.40%,Mn:1.52~1.62%,P≤0.015%,S≤0.003%,Cr+Mo+Ni+Cu≤0.70%,Al:0.020~0.050%,N≤0.008%,Nb+Ti+V≤0.11%,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TMCP型钢板,其特征在于,所述钢板厚度:8~100mm、宽度:3000~3850mm。
3.基于权利要求1和2所述的一种TMCP型钢板的模焊热处理方法,其特征在于,所述模焊热处理方法包括回火和冷却工序;所述回火工序,回火温度为560~670℃,装出炉温度≤427℃,升降温速度≤55℃,保温时间≥1h,出炉空冷。
4.根据权利要求3所述的一种TMCP型钢板的模焊热处理方法,其特征在于,所述回火工序,按钢板厚度计,加热系数≥4.0min/mm,出炉空冷。
5.根据权利要求3所述的一种TMCP型钢板的模焊热处理方法,其特征在于,所述回火工序,辊速≤2.5m/min,钢板间距≥2m。
6.根据权利要求3所述的一种TMCP型钢板的模焊热处理方法,其特征在于,所述回火工序,回火炉加热烧嘴完好率≥90%;在保温段使用摇摆模式,摇摆速度2.0m/min。
7.根据权利要求3所述的一种TMCP型钢板的模焊热处理方法,其特征在于,所述冷却工序,回火钢板出炉后,进入冷床空冷,每隔0.5~1.0h,冷床摇摆5~10m,加速钢板冷却,钢板温度≤100℃停止摇摆并及时下钢。
8.根据权利要求3-7任意一项所述的一种TMCP型钢板的模焊热处理方法,其特征在于,所述模焊热处理方法处理后钢板全厚度方向得到均匀、细化的铁素体+粒状贝氏体+珠光体组织,晶粒度≥8.0级。
9.根据权利要求3-7任意一项所述的一种TMCP型钢板的模焊热处理方法,其特征在于,所述模焊热处理方法处理后钢板机械性能:屈服强度≥470MPa,抗拉强度≥560MPa,屈强比≤0.90,延伸率≥20%,-40℃横向冲击功≥100J,厚拉断面收缩率≥40%、D=3a、180度横向冷弯无裂纹。
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