CN108998738A - 一种s460m厚板及其低成本热机械轧制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种S460M厚板，它包括如下质量百分比的组分：C0.07～0.11％、Mn1.40～1.60％、Si0.10～0.30％、P≤0.020％、S≤0.005％、Nb0.020～0.035％、Ti≤0.020％、Alt0.020～0.050％、Cr0.15～0.25、N≤0.006％、CEV≤0.40％、Pcm≤0.20％，其余为Fe和杂质。本发明还公开了该S460M厚板的低成本热机械轧制方法。与现有技术相比，采用低碳微合金化设计，不添加Ni、V等贵重合金，加入较低的Nb，以及少量成本较低的Cr合金元素提高钢板强度，合金成本低，钢板焊接性能更加优异。

Description

一种S460M厚板及其低成本热机械轧制方法
技术领域
本发明属于冶金领域，具体涉及一种S460M厚板及其低成本热机械轧制方法。
背景技术
海洋结构需经受海面台风、严寒冰冻、高盐雾等恶劣环境的考验，因此要求海洋结构用钢板不但具有高强度和高塑性，还应具备优异的低温韧性、良好的焊接性能等，以保证钢材和设备能适应各种载荷和低温环境，满足海上各种复杂工况条件和恶劣自然环境下使用要求。
S460M是EN10025-4：2004标准《热机械轧制焊接细晶粒钢》中规定的强度最高级别的钢种，标准要求热机械轧制状态交货，规定了热机械轧制焊接细晶粒钢的化学成分、力学性能等。与国标同级别Q460D钢板相比，S460M钢种化学成分如C、Mn及Nb等合金元素添加要求更苛刻，-20℃横向低温要求更高(冲击值≥50J)，另外要求更低的CEV和Pcm要求保证优异的焊接性能。
现有技术中，专利CN107326279A公开了“热机械轧制型特厚易焊接S460M结构钢板及生产方法”，其成分设计C：0.06～0.08％,Ni:0.15～0.25％,Nb:0.060～0.070％,V：0.040～0.050％，该发明成分设计中添加Ni、V等合金，以及较高Nb含量(超标准，标准要求≤0.05％)，合金成本高。CN102345056A公开了“一种结构钢S420ML中厚板及其生产方法”，其成分设计C：0.12～0.15％,Nb:0.030～0.040％,Ni：010～0.020％，该发明成分设计中添加贵重元素Ni合金，以及较高Nb含量，且钢板级别为S420ML，厚度为20～50mm。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种S460M厚板及其低成本热机械轧制方法，以解决现有技术存在的效果不佳等问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种S460M厚板，它包括如下质量百分比的组分：
C0.07～0.11％、Mn1.40～1.60％、Si0.10～0.30％、P≤0.020％、S≤0.005％、Nb0.020～0.035％、Ti≤0.020％、Alt0.020～0.050％、Cr0.15～0.25、N≤0.006％、CEV≤0.40％、Pcm≤0.20％，其余为Fe和杂质。
上述S460M厚板的低成本热机械轧制方法，它包括如下步骤：
(1)炼钢工序：采用转炉深脱磷钢水P≤0.020％，铁水预处理脱和LF深脱硫钢水S≤0.005％，连铸生产制备得到铸坯；
(2)加热工序：将步骤(1)中制备得到的铸坯加热至Nb元素固溶；
(3)轧制工序：将步骤(2)中加热后的铸坯采用两阶段控轧工艺轧制得到100mm厚板；
(4)冷却工序：将步骤(3)中得到的100mm厚板快速冷却后，返红，再进行堆垛缓冷，即得。
步骤(1)中，通过动态轻压下的电磁搅拌技术，保证铸坯中心偏析不超过B1.0级或C1.0级。
步骤(2)中，加热温度为1180～1220℃，加热时间为300～420min。加热时，保证铸坯加热均匀。
步骤(3)中，所述的两阶段控轧工艺中，第一阶段粗轧轧制终了温度为980～1050℃，最后2道次压下率均≥20％，第二阶段的开轧温度为800～820℃，终轧温度为760～800℃。
步骤(4)中，快速冷却时，冷却速度为5～15℃/S。
步骤(4)中，返红的温度为500～550℃。
步骤(4)中，堆垛缓冷的时间不低于72h。
有益效果：
与现有技术相比，本发明具有如下优势：
1、本发明采用低碳微合金化设计，不添加Ni、V等贵重合金，加入较低的Nb，以及少量成本较低的Cr合金元素提高钢板强度，合金成本低，设计CEV≤0.40％，Pcm≤0.20％，钢板焊接性能更加优异。
2、本发明充分发挥5000mm宽厚板轧机的技术装备优势，采用TMCP工艺过程中的轧制大压下、低温控轧、轧后超快冷等技术，开发的热机械轧制S460M厚板最大厚度100mm，性能达到EN10025标准要求，钢板牌号S460M，质量同时满足S420M牌号，钢板-40℃低温冲击功≥100J，可实现钢板的经济、批量生产。
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
实施例1:
S460M钢板厚度为100mm，采用下述成分配比以及生产方法，成分含量(wt)为:C0.08％、Mn 1.56％、P 0.016％、S 0.003％、Si 0.26％、Alt 0.032％、Nb 0.028％、Ti0.012％、Cr 0.22％、CEV 0.39％、Pcm 0.18％，其余为Fe和杂质。
本钢板的生产方法如下:
(1)、炼钢工序：转炉深脱磷钢水P：0.016％，铁水预处理脱和LF深脱硫钢水S：0.003％，连铸坯中心偏析B 0.5级。
(2)、加热工序：加热工艺为：加热温度1209℃，加热时间为336min。
(3)、轧制工序：采用两阶段控轧工艺，第一阶段轧制终了温度1012℃，此阶段最后2道次压下率为24％、21％；第二阶段开轧温度为809℃，终轧温度为785℃。
(4)、冷却工艺：经轧制后的钢板在超快速冷却装置进行在线冷却，冷却速度为12℃/S，返红温度为516℃；轧后及时堆垛缓冷，堆垛时间72小时。
本100mm规格S460M钢板，力学性能为：屈服强度480MPa，抗拉强度597MPa，断后伸长率25.5％，-20℃冲击功Akv：202、207、189J，-40℃冲击功Akv：140、121、133J。
实施例2:
S460M钢板厚度为100mm，采用下述成分配比以及生产方法，成分含量(wt)为:C0.10％、Mn 1.51％、P 0.013％、S 0.002％、Si 0.24％、Alt 0.035％、Nb 0.031％、Ti0.015％、Cr 0.18％、CEV 0.39％、Pcm 0.19％，其余为Fe和杂质。
本钢板的生产方法如下:
(1)、炼钢工序：转炉深脱磷钢水P：0.013％，铁水预处理脱和LF深脱硫钢水S：0.002％，连铸坯中心偏析C1.0级。
(2)、加热工序：加热工艺为：最高加热温度1201℃，加热时间为388min。
(3)、轧制工序：采用两阶段控轧工艺，第一阶段轧制终了温度1002℃，此阶段最后2道次压下率23％、21％；第二阶段开轧温度为813℃，终轧温度为794℃。
(4)、冷却工序：经轧制后的钢板在超快速冷却装置进行在线冷却，冷却速度为8℃/S，返红温度为531℃；轧后及时堆垛缓冷，堆垛时间72小时。
本100mm规格S460M钢板，力学性能为：屈服强度492MPa，抗拉强度599MPa，断后伸长率26.5％，-20℃冲击功Akv：240、215、243J，-40℃冲击功Akv：132、120、116J。

Claims (8)

1.一种S460M厚板，其特征在于，它包括如下质量百分比的组分：
C0.07～0.11％、Mn1.40～1.60％、Si0.10～0.30％、P≤0.020％、S≤0.005％、Nb0.020～0.035％、Ti≤0.020％、Alt0.020～0.050％、Cr0.15～0.25、N≤0.006％、CEV≤0.40％、Pcm≤0.20％，其余为Fe和杂质。
2.权利要求1所述的S460M厚板的低成本热机械轧制方法，其特征在于，它包括如下步骤：
(1)炼钢工序：采用转炉深脱磷钢水P≤0.020％，铁水预处理脱和LF深脱硫钢水S≤0.005％，连铸生产制备得到铸坯；
(2)加热工序：将步骤(1)中制备得到的铸坯加热至Nb元素固溶；
(3)轧制工序：将步骤(2)中加热后的铸坯采用两阶段控轧工艺轧制得到100mm厚板；
(4)冷却工序：将步骤(3)中得到的100mm厚板快速冷却后，返红，再进行堆垛缓冷，即得。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，铸坯中心偏析不超过B1.0级或C1.0级。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，加热温度为1180～1220℃，加热时间为300～420min。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的两阶段控轧工艺中，第一阶段粗轧轧制终了温度为980～1050℃，最后2道次压下率均≥20％，第二阶段的开轧温度为800～820℃，终轧温度为760～800℃。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，快速冷却时，冷却速度为5～15℃/S。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，返红的温度为500～550℃。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，堆垛缓冷的时间不低于72h。
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