CN109234612A - 一种高韧性含b热轧低碳贝氏体钢板及其生产方法 - Google Patents

一种高韧性含b热轧低碳贝氏体钢板及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高韧性含B热轧低碳贝氏体钢板。其中，高韧性含B热轧低碳贝氏体钢板按重量百分比包括以下组成成分：C：0.030~0.080%，Mn：1.50~1.80%，Si：0.10~0.40%，S≤0.0050%，P：≤0.015%，Nb：0.030~0.060%，Ti：0.008~0.020%，V≤0.10%，Alt：0.020~0.060%，B：0.0010~0.0025%，Cr：0.20~0.50%，Mo：≤0.30%，其余为Fe和不可避免杂质。所述钢板的生产工艺中利用层流分段冷却工艺解决现有含B热轧低碳贝氏体钢板的强度和冲击韧性波动大的问题，得到强度和冲击韧性波动小的含B热轧低碳贝氏体钢板，更有利于应用到工程机械行业中。

Description

一种高韧性含B热轧低碳贝氏体钢板及其生产方法
技术领域
本发明属于钢铁材料工程技术领域，涉及一种高韧性含B热轧低碳贝氏体钢板及其生产工艺，具体的是在炉卷轧机生产线上利用层流分段冷却工艺生产高韧性含B热轧低碳贝氏体钢板。
背景技术
近些年，80Kg级别的低碳贝氏体钢板越来越广泛地应用到工程机械行业，生产厂家不同，其成分体系和生产工艺有较大的差异。B(硼)合金价格较低，在低碳贝氏体钢中得到越来越多的使用。但是，含B的低碳贝氏体钢由于其强度和冲击韧性波动较大，一般使用TMCP+回火工艺控制其冲击韧性的波动，但强度波动的问题没有得到有效地解决。
中国专利文献CN 104988395 B公开了一种TMCP态低碳贝氏体钢及其生产方法，在钢的成分设计上加入了0.02～0.04％的Al，0.01～0.02％的Ti，而大量Ti元素的添加使得钢中形成TiN夹杂物，由于钢中TiN的析出温度高，容易聚集长大，大块TiN夹杂物在冲击载荷作用下基本不变形而碎化，粗大的TiN颗粒成为降低钢低温韧性的重要因素，钢板力学性能均匀性及稳定性问题难以控制。
发明内容
本发明的目的是提供一种高韧性含B热轧低碳贝氏体钢板，本发明的钢板的强度和冲击韧性波动小，有效解决了背景技术中现有的含B的低碳贝氏体钢板所存在的强度和冲击韧性波动大的问题。
本发明的另一目的是提供一种上述高韧性含B热轧低碳贝氏体钢板的生产方法，生产工艺中利用层流分段冷却工艺解决现有含B热轧低碳贝氏体钢板的强度和冲击韧性波动大的问题，得到强度和冲击韧性波动小的含B热轧低碳贝氏体钢板，更有利于应用到工程机械行业中。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种高韧性含B热轧低碳贝氏体钢板，按重量百分比包括以下组成成分：C：0.030～0.080％，Mn：1.50～1.80％，Si：0.10～0.40％，S≤0.0050％，P：≤0.015％，Nb：0.030～0.060％，Ti：0.008～0.020％，V≤0.10％，Alt：0.020～0.060％，B：0.0010～0.0025％，Cr：0.20～0.50％，Mo：≤0.30％，其余为Fe和不可避免杂质。
作为本发明优选的，一种高韧性含B热轧低碳贝氏体钢板，按重量百分比包括以下组成成分：C：0.050～0.080％，Mn：1.65～1.75％，Si：0.20～0.35％，S≤0.0050％，P：≤0.015％，Nb：0.040～0.052％，Ti：0.012～0.020％，V≤0.10％，Alt：0.020～0.060％，B：0.0010～0.0025％，Cr：0.25～0.40％，Mo：0.10～0.25％，其余为Fe和不可避免杂质。
一种上述高韧性含B热轧低碳贝氏体钢板的生产方法，该生产方法在轧制后采用层流分段冷却工艺，具体为：
(1)采用两阶段控制轧制，再结晶区轧制温度为1100～1080℃，再结晶区累计压下率大于50％；未再结晶区开轧温度小于等于920℃，未再结晶区累计压下率大于50％，终轧温度为760～810℃；
(2)轧制后层流分段冷却第一段水冷以15～40℃/s的速度冷却到620～700℃，空冷9～12s，然后经第二段水冷以10～30℃/s的速度冷却到360～440℃，在辊道和冷床上空冷到室温。
其中，在步骤(3)中得到的低碳贝氏体钢组织为多位向贝氏体，拉伸和弯曲性能满足Q690的要求，-40℃冲击功稳定在100J以上，而且强度波动较小。
上述生产方法适用于炉卷轧机生产线，也适用具有较长层流冷却的传统中板轧机生产线。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、与层流连续冷却工艺得到的钢板组织相比，本发明得到的钢板中的贝氏体被更多的针状铁素体分割，有效晶粒尺寸明显减小，韧性指标明显优化。
2、本发明对钢板厚度方向组织分布进行控制，减少了厚度方向的强度差异。
3、本发明对钢板组织中的贝氏体被更多的针状铁素体分割，形成了针状铁素体和贝氏体的复相组织，减小了钢板轧向和横向强度差异。
附图说明
图1为本发明实施例1高韧性含B热轧低碳贝氏体钢板的金相组织图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
本实施例高韧性含B热轧低碳贝氏体钢热轧平板Q690的化学成分(wt％)见表1。
表1高韧性含B热轧低碳贝氏体钢Q690热轧平板的化学成分(wt％)
元素 C Si Mn P S Nb Ti Alt B Cr Mo
含量 0.07 0.20 1.75 0.009 0.003 0.051 0.012 0.035 0.0018 0.25 0.10
本实施例中高韧性含B热轧低碳贝氏体钢热轧平板Q690的生产工艺中轧制工艺及层流分段冷却工艺的具体参数如表2所示。
本实施例中高韧性含B热轧低碳贝氏体钢板的生产工艺：再加热温度为1250℃，在炉时间3小时。采用两阶段控制轧制，粗轧即再结晶区轧制4道次，开轧温度1100℃，终轧温度1080℃；获得中间坯厚度68mm；精轧即未再结晶区轧制7道次，开轧温度880℃，终轧温度760℃，轧制后采用层流分段冷却工艺冷却至430℃，然后在辊道和冷床上冷却至室温，其它参数如表2所示。具体的是，轧制后层流分段冷却第一段水冷以25℃/s的速度冷却到640℃，空冷10s，然后经第二段水冷以20℃/s的冷速冷却到430℃，然后在辊道和冷床上冷却至室温。
表2本实施例生产工艺中轧制工艺及层流分段冷却工艺的具体参数
本实施例高韧性含B热轧低碳贝氏体钢热轧平板Q690的金相组织见图1，从图1中可以看出，本实施例制得的低碳贝氏体钢板的组织体为被较多针状铁素体分割的多位向贝氏体。本实施例中，具体的是针状铁素体占总体积的65％，贝氏体占总体积的35％。
本实施例高韧性含B热轧低碳贝氏体钢热轧平板Q690的性能结果见表3。表3本实施例生产的高韧性含B热轧低碳贝氏体钢热轧平板Q690的性能(wt％)
牌号 规格/mm Rp0.2/Mpa Rm/Mpa A5/％ Rp0.2/Rm CVN<sub>-40℃纵</sub>/J
Q690 25 805 897 15 0.90 182
实施例2
本实施例高韧性含B热轧低碳贝氏体钢热轧平板Q690的化学成分(wt％)见表4。
表4高韧性含B热轧低碳贝氏体钢Q690热轧平板的化学成分(wt％)
元素 C Si Mn P S Nb Ti Alt B Cr Mo
含量 0.07 0.23 1.73 0.011 0.003 0.049 0.014 0.037 0.0017 0.25 0.10
本实施例中高韧性含B热轧低碳贝氏体钢板的生产工艺：加热温度1260℃，在炉时间3小时。采用两阶段控制轧制，粗轧即再结晶区轧制4道次，开轧温度1100℃，终轧温度1085℃；获得中间坯厚度70mm，精轧即未再结晶区轧制7道次，开轧温度870℃，终轧温度770℃，轧后采用层流分段冷却工艺冷却至390℃，然后在辊道和冷床上冷却至室温，其它参数如表5所示。具体的是，轧制后层流分段冷却第一段水冷以25℃/s的速度冷却到630℃，空冷10s，然后经第二段水冷以20℃/s的冷速冷却到390℃，然后在辊道和冷床上冷却至室温。
表5本实施例生产工艺中轧制工艺及层流分段冷却工艺的具体参数
本实施例高韧性含B热轧低碳贝氏体钢热轧平板Q690的组织为被较多针状铁素体分割的多位向贝氏体。本实施例中，具体的是针状铁素体占总体积的62％，贝氏体占总体积的38％。
本实施例高韧性含B热轧低碳贝氏体钢热轧平板Q690的性能结果见表6。表6本实施例生产的高韧性含B热轧低碳贝氏体钢热轧平板Q690的性能(wt％)
牌号 规格/mm Rp0.2/Mpa Rm/Mpa A5/％ Rp0.2/Rm CVN<sub>-40℃纵</sub>/J
Q690 30 780 880 16 0.89 175
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种高韧性含B热轧低碳贝氏体钢板，其特征在于，按重量百分比包括以下组成成分：C：0.030~0.080%，Mn：1.50~1.80%，Si：0.10~0.40%，S≤0.0050%，P：≤0.015%，Nb：0.030~0.060%，Ti：0.008~0.020%，V≤0.10%，Alt：0.020~0.060%，B：0.0010~0.0025%，Cr：0.20~0.50%，Mo：≤0.30%，其余为Fe和不可避免杂质。
2.根据权利要求1所述的高韧性含B热轧低碳贝氏体钢板，其特征在于，按重量百分比包括以下组成成分：C：0.050~0.080%，Mn：1.65~1.75%，Si：0.20~0.35%，S≤0.0050%，P：≤0.015%，Nb：0.040~0.052%，Ti：0.012~0.020%，V≤0.10%，Alt：0.020~0.060%，B：0.0010~0.0025%，Cr：0.25~0.40%，Mo：0.10~0.25%，其余为Fe和不可避免杂质。
3.一种如权利要求1或2所述的高韧性含B热轧低碳贝氏体钢板的生产方法，其特征在于，该生产方法包括在轧制后采用层流分段冷却工艺，具体为：
（1）采用两阶段控制轧制，再结晶区轧制温度为1100~1080℃，再结晶区累计压下率大于50%；未再结晶区开轧温度小于等于920℃，未再结晶区累计压下率大于50%，终轧温度为760~810℃；
（2）轧制后层流分段冷却第一段水冷以15~40℃/s的速度冷却到620~700℃，空冷9~12s，然后经第二段水冷以10~30℃/s的速度冷却到360~440℃，在辊道和冷床上空冷到室温。
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