CN109594016A - 一种含稀土的q690cf高强钢板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含稀土的Q690CF高强钢板,该钢板的化学成分按质量百分比为:C:0.03~0.08%,Si:0.18~0.28%,Mn:1.5~1.8%,Alt:0.02~0.035%,Cr:0.15~0.35%,Mo:0.15~0.22%,Ni:0.1~0.3%,Cu:0.15~0.3%,Nb:0.04~0.06%,V:0.03~0.05%,Ti:0.01~0.03%,P≤0.010%,S≤0.008%,稀土Ce≤0.004%,余量为Fe和不可避免的杂质。还公布了其制备法法。本发明的高强钢板,具有高强度、良好低温韧性,且制备成本低,工艺简单。
Description
技术领域
本发明涉及高强钢生产技术开发领域,尤其涉及一种含稀土的Q690CF高强钢板及其制备方法。
背景技术
近年来,随着工程机械领域向装备大型化、轻量化方向发展,需要在满足高负荷条件下,同时具有低成本、易焊接等要求。但是,钢强度的升高往往会带来韧性的降低,高强结构钢往往还需要良好的焊接性能,为了预防焊接冷裂纹的形成,需要对钢板进行焊前预热处理,这就给生产制造等环节造成了严重的能源消耗和较差的工况环境,而预热不充分还会导致焊接接头性能不稳定,影响结构件的安全服役。因此,开发出一种在不预热或低预热条低件下焊接的低裂纹敏感性高强钢是提高生产效率、降低成本、改善工况环境的优良解决方案。
大量文献表明,稀土加入钢中可以有效提高钢的低温冲击韧性,同时改善钢板的焊接性能,这样就可以利用稀土替代部分合金元素,降低成本,保证钢材力学性能,并充分利用稀土资源。
目前,已有一些关于同级别低焊接裂纹敏感性钢板的发明专利,但这些发明专利中采用TMCP或DQ工艺进行生产,虽然这种生产方式在高强钢中应用已经十分广泛,但对钢铁企业生产设备要求较高,且板形控制比较困难,机加工性能较调质钢差。个别专利中的Mo,B等合金元素含量较高,增加了生产成本,并且容易造成板坯开裂等缺陷。
发明内容
在焊接用结构钢的发展需求下,为解决高强钢板的可焊性和焊接产品的安全服役性能这一难题,本发明提供了一种含稀土的Q690CF高强钢板及其制备方法,具有低碳当量,低Pcm值,通过添加稀土元素,制备出综合性能优良的低焊接裂纹敏感性高强钢板本。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
一种含稀土的Q690CF高强钢板,按重量百分比化学成分包括:C:0.03~0.08%,Si:0.18~0.28%,Mn:1.5~1.8%,Alt:0.02~0.035%,Cr:0.15~0.35%,Mo:0.15~0.22%,Ni:0.1~0.3%,Cu:0.15~0.3%,Nb:0.04~0.06%,V:0.03~0.05%,Ti:0.01~0.03%,P≤0.010%,S≤0.008%,B≤0.0015%,稀土Ce≤0.004%,余量为Fe和不可避免的杂质。
进一步的,按重量百分比化学成分包括:C:0.06%,Si:0.22%,Mn:1.7%,Alt:0.035%,Cr:0.28%,Mo:0.21%,Ni:0.2%,Cu:0.28%,Nb:0.058%,V:0.04%,Ti:0.019%,P:0.01%,S:0.02%,B:0.0009,稀土Ce:0.0007%,余量为Fe和不可避免的杂质。
进一步的,按重量百分比化学成分包括:C:0.06%,Si:0.18%,Mn:1.7%,Alt:0.027%,Cr:0.28%,Mo:0.21%,Ni:0.2%,Cu:0.28%,Nb:0.056%,V:0.04%,Ti:0.018%,P:0.01%,S:0.02%,B:0.0010%;稀土Ce:0.0019%,余量为Fe和不可避免的杂质。
进一步的,按重量百分比化学成分包括:C:0.06%,Si:0.23%,Mn:1.7%,Alt:0.034%,Cr:0.28%,Mo:0.21%,Ni:0.2%,Cu:0.28%,Nb:0.056%,V:0.04%,Ti:0.018%,P:0.01%,S:0.02%,B:0.0011%;稀土Ce:0.0023%,余量为Fe和不可避免的杂质。
进一步的,所述稀土Ce可以被稀土元素Re替代。
一种含稀土的Q690CF高强钢板的制备方法,先冶炼,并浇铸成矩形钢锭,然后将钢锭制造成所述高强钢板,方法如下:
(1)加热和轧制:
(a)在加热过程中,加热温度为1200±10℃,总在炉时间≥240min。
(b)轧制:轧制分为第一阶段和第二阶段轧制:
第一阶段粗轧的开轧温度为1050~1120℃,多道次轧制,累计道次压下率为45~60%,终轧温度为1000~1080℃,得到中间坯厚度为40~75mm。
第二阶段精轧的开轧温度为810~860℃,多道次轧制,累计道次压下率为60~80%,终轧温度不低于780℃,得到钢板厚度为12~25mm;采用层流加速冷却方式,钢板开始冷却温度不低于750℃,冷却速度为15~30℃/s,终冷温度控制在350~500℃之间。
(2)热处理:
淬火工艺加热温度为930℃,保温40min,回火温度为550~600℃,在炉时间50min,然后空冷至室温。
与现有技术相比,本发明的有益技术效果:
本发明的Q690CF高强钢板,通过添加稀土元素,易于保证热轧钢板具有高强度,良好低温韧性,力学性能为:屈服强度(Rp0.2)≥690MPa,940MPa≥抗拉强度(Rm)≥770MPa,延伸率(A)≥14%,-20℃冲击吸收功(Akv)≥47J。本发明的Q690CF热轧钢板,焊接裂纹敏感性指数Pcm值不大于0.20%,具有低焊接裂纹敏感性,满足大型工程结构件的焊接需求。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为本发明实施例2钢板的金相组织图。
具体实施方式
以下用实施例对本发明作更详细的描述。这些实施例仅仅是对本发明最佳实施方式的描述,并不对本发明的范围有任何限制。
实施例1
按表1所示的化学成分冶炼,并浇铸成钢锭,将钢锭加热至1200℃,保温60分钟,在实验轧机上进行第一阶段轧制,开轧温度为1050℃,当轧件厚度为42mm时,在辊道上待温至920℃,随后进行第二阶段轧制,即奥氏体未再结晶区轧制。终轧温度为832℃,成品钢带厚度为12mm。轧制结束后,钢带进入层流冷却装置,以10℃/s的速度冷却至550℃,将轧后钢板进行淬火+回火热处理,淬火加热温度为930℃,保温40min,回火温度为575℃在炉时间50min。
实施例2
实施方式同实施例1,其中加热温度为1200℃,保温60分钟,第一阶段轧制的开轧温度为1049℃,中间坯厚度为42mm,第二阶段轧制的开轧温度为898℃,终轧温度为843℃,成品钢带厚度为12mm。轧制结束后,钢带进入层流冷却装置,以10℃/s的速度冷却至580℃,将轧后钢板进行淬火+回火热处理,淬火加热温度为930℃,保温40min,回火温度为575℃在炉时间50min。钢板的金相组织如图1所示。
实施例3
实施方式同实施例1,其中加热温度为1200℃,保温60分钟,第一阶段轧制的开轧温度为1003℃,中间坯厚度为42mm,第二阶段轧制的开轧温度为931℃,终轧温度为838℃,成品钢带厚度为12mm。轧制结束后,钢带进入层流冷却装置,以10℃/s的速度冷却至670℃,将轧后钢板进行淬火+回火热处理,淬火加热温度为930℃,保温40min,回火温度为575℃在炉时间50min。
表1本发明实施例1~3的化学成分(wt%)
实施例 | C | Si | Mn | P | S | Cr | Ni | Mo | Nb |
1 | 0.06 | 0.22 | 1.7 | 0.010 | 0.002 | 0.28 | 0.20 | 0.21 | 0.058 |
2 | 0.06 | 0.18 | 1.7 | 0.010 | 0.002 | 0.28 | 0.20 | 0.21 | 0.056 |
3 | 0.06 | 0.23 | 1.7 | 0.010 | 0.002 | 0.28 | 0.20 | 0.21 | 0.056 |
实施例 | V | Ti | Alt | Cu | B | Ce或Re | Ceq | Pcm | |
1 | 0.04 | 0.019 | 0.035 | 0.28 | 0.0009 | 0.0007 | 0.48 | 0.20 | |
2 | 0.04 | 0.018 | 0.027 | 0.28 | 0.0010 | 0.0019 | 0.48 | 0.20 | |
3 | 0.04 | 0.018 | 0.034 | 0.28 | 0.0011 | 0.0023 | 0.49 | 0.20 |
对本发明实施例的钢带进行力学性能检验,检验结果见表2。
表2本发明实施例1~3的钢带的力学性能
由表2数据可知,本发明提供的一种含稀土的Q690CF热轧钢板及其制造方法,屈服强度(Rp0.2)≥690MPa,940MPa≥抗拉强度(Rm)≥770MPa,延伸率(A)≥14%,-20℃冲击吸收功(Akv)≥47J。
从上述实施例结果可知,本发明的Q690CF高强钢板具有优良的力学性能,尤其是其低温韧性,同时具有良好的焊接性能。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (6)
1.一种含稀土的Q690CF高强钢板,其特征在于,按重量百分比化学成分包括:C:0.03~0.08%,Si:0.18~0.28%,Mn:1.5~1.8%,Alt:0.02~0.035%,Cr:0.15~0.35%,Mo:0.15~0.22%,Ni:0.1~0.3%,Cu:0.15~0.3%,Nb:0.04~0.06%,V:0.03~0.05%,Ti:0.01~0.03%,P≤0.010%,S≤0.008%,B≤0.0015%,稀土Ce≤0.004%,余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的含稀土的Q690CF高强钢板,其特征在于,按重量百分比化学成分包括:C:0.06%,Si:0.22%,Mn:1.7%,Alt:0.035%,Cr:0.28%,Mo:0.21%,Ni:0.2%,Cu:0.28%,Nb:0.058%,V:0.04%,Ti:0.019%,P:0.01%,S:0.02%,B:0.0009%,稀土Ce:0.0007%,余量为Fe和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的含稀土的Q690CF高强钢板,其特征在于,按重量百分比化学成分包括:C:0.06%,Si:0.18%,Mn:1.7%,Alt:0.027%,Cr:0.28%,Mo:0.21%,Ni:0.2%,Cu:0.28%,Nb:0.056%,V:0.04%,Ti:0.018%,P:0.01%,S:0.02%,B:0.0010%;稀土Ce:0.0019%,余量为Fe和不可避免的杂质。
4.根据权利要求1所述的含稀土的Q690CF高强钢板,其特征在于,按重量百分比化学成分包括:C:0.06%,Si:0.23%,Mn:1.7%,Alt:0.034%,Cr:0.28%,Mo:0.21%,Ni:0.2%,Cu:0.28%,Nb:0.056%,V:0.04%,Ti:0.018%,P:0.01%,S:0.02%,B:0.0011%;稀土Ce:0.0023%,余量为Fe和不可避免的杂质。
5.根据权利要求1所述的含稀土的Q690CF高强钢板,其特征在于,所述稀土Ce可以被稀土元素Re替代。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的含稀土的Q690CF高强钢板的制备方法,其特征在于,冶炼,并浇铸成矩形钢锭,将钢锭制造成所述高强钢板的方法如下:
(1)加热和轧制:
(a)在加热过程中,加热温度为1200±10℃,总在炉时间≥240min。
(b)轧制:轧制分为第一阶段和第二阶段轧制:
第一阶段粗轧的开轧温度为1050~1120℃,多道次轧制,累计道次压下率为45~60%,终轧温度为1000~1080℃,得到中间坯厚度为40~75mm。
第二阶段精轧的开轧温度为810~860℃,多道次轧制,累计道次压下率为60~80%,终轧温度不低于780℃,得到钢板厚度为12~25mm;采用层流加速冷却方式,钢板开始冷却温度不低于750℃,冷却速度为15~30℃/s,终冷温度控制在350~500℃之间。
(2)热处理:
淬火工艺加热温度为930℃,保温40min,回火温度为550~600℃,在炉时间50min,然后空冷至室温。
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