CN109706403A - 一种q460e钢板及其轧制工艺 - Google Patents
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Abstract
一种Q460E钢板轧制工艺,其特征在于,所述Q460E的轧制工艺为两阶段预热和两阶段控制轧制,并采用层流冷却方式。本发明的有益之处在于:本发明提供的一种Q460E钢板的轧制工艺采用两阶段预热和两阶段控制轧制,可明显提高钢板的屈服强度和抗拉强度;采用两阶段控制轧制和轧后快速冷却,使得晶粒细化,进而使得Q460E钢板获得了优良力学性能;制备的Q460E钢板1/4厚度处组织为铁素体和珠光体,晶粒度为10级,钢板韧性没有明显恶化,并有较大富余量,体积分数分别为铁素体62%、珠光体38%,珠光体分布弥散细小,钢板强度明显提高。
Description
技术领域
本发明属于工程机械用钢制备技术领域,具体涉及一种Q460E钢板及其轧制工艺。
背景技术
工程机械用钢一般采用Nb、V、Ti等进行微合金化,利用微合金元素形成的碳、氮化物在钢中的溶解和析出,对钢板起晶粒细化和沉淀强化作用,其中,Q460E具有较高的强度、良好的韧性与可焊性,由于其具有良好的综合性能,广泛应用于各种工程机械结构件制造。基于微合金化和控制冷却和控制轧制,生产中板Q460E,成为主要的技术方式,但是其生产过程中还是存在一些不足之处。
发明内容
为解决现有技术的不足,本发明的目的是提供一种Q460E钢板及其轧制工艺,采用两阶段预热、两阶段控制轧制及层流冷却方式进行轧制,进而提高钢板的屈服强度和抗拉强度,并通过晶粒细化是的钢板获得优良的力学性能。
一种Q460E钢板轧制工艺采用两阶段预热和两阶段控制轧制工艺,第一阶段在奥氏体再结晶区轧制,铸坯开轧温度为1050~1100℃,道次压下率控制在10%以上;第二阶段在奥氏体未再结晶区轧制,开轧温度为≤950℃,终轧温度为860~790℃,待温后累计压下率≥50%,道次变形率≥12%;采用层流冷却方式。
前述的一种Q460E钢板轧制工艺,包括以下步骤:
(1)Q460E钢板轧制原料的选择,根据Q460E的化学成分、力学性能、连铸连铸坯厚度进行原料的选择,具体选择参数如下:
①前述Q460E连铸坯的厚度为30~80mm;
②前述Q460E的化学成分:含C量0.14-0.18%,含Si量0.20-0.40%,含Mn量1.45-1.65%,含P量≤0.020%,含S量≤0.010%,含Nb量0.020-0.035%,含V量0.060-0.080%,含Als量0.015-0.035%,含CEV量0.39-0.45%;
③前述Q460E力学性能要求:当前述Q460E连铸坯的厚度≤16mm时屈服点σs≥460MPa,抗拉强度σb为550~720MPa,伸长率δ5≥17%,V型纵向冲击功的温度-20℃、34J,180℃弯曲试验≤16mm的d=2a,180℃弯曲试验>16mm的d=3a;当前述Q460E连铸坯的厚度16~40mm时屈服点σs≥440MPa,抗拉强度σb为550~720MPa,伸长率δ5≥17%,V型纵向冲击功的温度-20℃、34J,180℃弯曲试验≤16mm的d=2a,180℃弯曲试验>16mm的d=3a;当前述Q460E连铸坯的厚度40~63mm时屈服点σs≥420MPa,抗拉强度σb为550~720MPa,伸长率δ5≥16%,V型冲击功(纵向)的温度-40℃、34J,180℃弯曲试验≤16mm的d=2a,180℃弯曲试验>16mm的d=3a;当前述Q460E连铸坯的厚度为63~80mm时屈服点σs≥400MPa,抗拉强度σb为550~720MPa,伸长率δ5≥16%,V型纵向冲击功的温度-40℃、34J,180℃弯曲试验≤16mm的d=2a,180℃弯曲试验>16mm的d=3a;
(2)第一阶段预热:将前述Q460E钢板轧制原料的冷料在≤850℃的条件的预加热段进行预加热,之后在1040-1100℃的条件的一加热段进行加热,之后在1230-1290℃的条件的二加热段进行加热,之后在1180-1240℃的条件的均热段进行加热,总加热时间为≥2.5h;
(3)第一阶段在奥氏体再结晶区轧制:当所需制备的成品厚度20mm时铸坯开轧温度为1050~1100℃,待温厚度42mm,待温终了温度为870-840℃,终轧温度为840-825℃,道次压下率控制在10%以上,轧制完成后采用层流冷却方式进行控冷,控制返红温度为680-700℃;当所需制备的成品厚度25mm时铸坯开轧温度为1050~1100℃,待温厚度46mm,待温终了温度为870-845℃,终轧温度为830-820℃,道次压下率控制在10%以上,轧制完成后采用层流冷却方式进行控冷,控制返红温度为680-700℃;当所需制备的成品厚度32mm时铸坯开轧温度为1050~1100℃,待温厚度68mm,待温终了温度为860-825℃,终轧温度为840-820℃,道次压下率控制在10%以上,轧制完成后采用层流冷却方式进行控冷,控制返红温度为680-700℃;
(4)第二阶段预热:将前述Q460E钢板轧制原料的热料在≤850℃的条件的预加热段进行预加热,之后在1000-1100℃的条件的一加热段进行加热,之后在1230-1290℃的条件的二加热段进行加热,之后在1180-1240℃的条件的均热段进行加热,总加热时间为≥2.0h;
(5)第二阶段在奥氏体未再结晶区轧制:开轧温度为≤950℃,终轧温度为860~790℃,待温后累计压下率≥50%,道次变形率≥12%;轧制完成后采用层流冷却方式进行控冷,获得Q460E钢板。
(6)在步骤(5)获得的Q460E钢板的1/4处切取样坯,采用20mm×80mm规格试样采用BDCL型材料力学多功能试验机对其力学性能进行测试,晶粒度检测,金相组织检测。
一种Q460E钢板采用根据前述任意一项所述的一种Q460E钢板轧制工艺制备得到。
作为一种优选的方案,前述Q460E钢板1/4厚度处组织为铁素体和珠光体,晶粒度为10级,体积分数分别为铁素体62%、珠光体38%,珠光体分布弥散细小。
作为一种优选的方案,前述Q460E钢板屈服强度为440-495MPa,抗拉强度580-610MPa,延伸率20.5-28%,-40℃V型冲击140-217,冷弯合格。
作为一种优选的方案,前述Q460E钢板屈服强度可达到460MPa,抗拉强度可达到550-610MPa,延伸率可达到23%,-40℃的V型冲击可达到140。
本发明的有益之处在于:本发明提供的一种Q460E钢板的轧制工艺采用两阶段预热和两阶段控制轧制,可明显提高钢板的屈服强度和抗拉强度;采用两阶段控制轧制和轧后快速冷却,使得晶粒细化,进而使得轧制钢板获得了优良力学性能;制备的Q460E钢板1/4厚度处组织为铁素体和珠光体,晶粒度为10级,钢板韧性没有明显恶化,并有较大富余量,体积分数分别为铁素体62%、珠光体38%,珠光体分布弥散细小,钢板强度明显提高。
附图说明
图1为本发具体实施方式中制备的Q460E钢板1/4处的1500倍金相照片;
图2为本发具体实施方式中制备的Q460E钢板1/2处的1500倍金相照片。
具体实施方式
一种Q460E钢板轧制工艺,包括以下步骤:
(1)Q460E钢板轧制原料的选择,根据Q460E的化学成分、力学性能、连铸连铸坯厚度进行原料的选择,具体选择参数如下:
①Q460E连铸坯的厚度为30~80mm;
②Q460E的化学成分:含C量0.14-0.18%,含Si量0.20-0.40%,含Mn量1.45-1.65%,含P量≤0.020%,含S量≤0.010%,含Nb量0.020-0.035%,含V量0.060-0.080%,含Als量0.015-0.035%,含CEV量0.39-0.45%;
③Q460E力学性能要求:当Q460E连铸坯的厚度≤16mm时屈服点σs≥460MPa,抗拉强度σb为550~720MPa,伸长率δ5≥17%,V型纵向冲击功的温度-20℃、34J,180℃弯曲试验≤16mm的d=2a,180℃弯曲试验>16mm的d=3a;当Q460E连铸坯的厚度16~40mm时屈服点σs≥440MPa,抗拉强度σb为550~720MPa,伸长率δ5≥17%,V型纵向冲击功的温度-20℃、34J,180℃弯曲试验≤16mm的d=2a,180℃弯曲试验>16mm的d=3a;当Q460E连铸坯的厚度40~63mm时屈服点σs≥420MPa,抗拉强度σb为550~720MPa,伸长率δ5≥16%,V型冲击功(纵向)的温度-40℃、34J,180℃弯曲试验≤16mm的d=2a,180℃弯曲试验>16mm的d=3a;当Q460E连铸坯的厚度63~80mm时屈服点σs≥400MPa,抗拉强度σb为550~720MPa,伸长率δ5≥16%,V型纵向冲击功的温度-40℃、34J,180℃弯曲试验≤16mm的d=2a,180℃弯曲试验>16mm的d=3a;
(2)第一阶段预热:将Q460E钢板轧制原料的冷料在≤850℃的条件的预加热段进行预加热,之后在1040-1100℃的条件的一加热段进行加热,之后在1230-1290℃的条件的二加热段进行加热,之后在1180-1240℃的条件的均热段进行加热,总加热时间为≥2.5h;
(3)第一阶段在奥氏体再结晶区轧制:当所需制备的成品厚度20mm时铸坯开轧温度为1050~1100℃,待温厚度42mm,待温终了温度为870-840℃,终轧温度为840-825℃,道次压下率控制在10%以上,轧制完成后采用层流冷却方式进行控冷,控制返红温度为680-700℃;当所需制备的成品厚度25mm时铸坯开轧温度为1050~1100℃,待温厚度46mm,待温终了温度为870-845℃,终轧温度为830-820℃,道次压下率控制在10%以上,轧制完成后采用层流冷却方式进行控冷,控制返红温度为680-700℃;当所需制备的成品厚度32mm时铸坯开轧温度为1050~1100℃,待温厚度68mm,待温终了温度为860-825℃,终轧温度为840-820℃,道次压下率控制在10%以上,轧制完成后采用层流冷却方式进行控冷,控制返红温度为680-700℃;
(4)第二阶段预热:将Q460E钢板轧制原料的热料在≤850℃的条件的预加热段进行预加热,之后在1000-1100℃的条件的一加热段进行加热,之后在1230-1290℃的条件的二加热段进行加热,之后在1180-1240℃的条件的均热段进行加热,总加热时间为≥2.0h;
(5)第二阶段在奥氏体未再结晶区轧制:开轧温度为≤950℃,终轧温度为860~790℃,待温后累计压下率≥50%,道次变形率≥12%;轧制完成后采用层流冷却方式进行控冷,获得轧制钢板;
(6)在步骤(5)获得的Q460E钢板的1/4处切取样坯,采用20mm×80mm规格试样采用BDCL型材料力学多功能试验机对其力学性能进行测试,晶粒度检测,金相组织检测;其中力学性能测试结果见表1;晶粒度检测结果见表2;金相组织检测见图1和图2。
表1力学性能测试结果
表2晶粒度检测结果
钢种 | 夹杂物评级 | 金相组织 | 晶粒度 |
Q460D | A<sub>0.5</sub>C<sub>0.5</sub>D<sub>0.5</sub> | F+P | 10 |
从检测结果可以看出Q460E钢板1/4厚度处组织为铁素体和珠光体,晶粒度为10级,体积分数分别为:铁素体62%、珠光体38%,珠光体分布弥散细小,因此钢板强度明显提高。
应当理解,以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (6)
1.一种Q460E钢板轧制工艺,其特征在于,所述Q460E的轧制工艺为两阶段预热和两阶段控制轧制,第一阶段在奥氏体再结晶区轧制,铸坯开轧温度为1050~1100℃,道次压下率控制在10%以上;第二阶段在奥氏体未再结晶区轧制,开轧温度为≤950℃,终轧温度为860~790℃,待温后累计压下率≥50%,道次变形率≥12%;采用层流冷却方式。
2.根据权利要求1所述的一种Q460E钢板轧制工艺,其特征在于,包括以下步骤:
(1)Q460E钢板轧制原料的选择,根据Q460E的化学成分、力学性能、连铸坯厚度进行原料的选择,具体选择参数如下:
①所述Q460E连铸坯的厚度为30~80mm;
②所述Q460E的化学成分:含C量0.14-0.18%,含Si量0.20-0.40%,含Mn量1.45-1.65%,含P量≤0.020%,含S量≤0.010%,含Nb量0.020-0.035%,含V量0.060-0.080%,含Als量0.015-0.035%,含CEV量0.39-0.45%;
③所述Q460E力学性能要求:当所述Q460E连铸坯的厚度≤16mm时屈服点σs≥460MPa,抗拉强度σb为550~720MPa,伸长率δ5≥17%,V型纵向冲击功的温度-20℃、34J,180℃弯曲试验≤16mm的d=2a,180℃弯曲试验>16mm的d=3a;当所述Q460E连铸坯的厚度16~40mm时屈服点σs≥440MPa,抗拉强度σb为550~720MPa,伸长率δ5≥17%,V型纵向冲击功的温度-20℃、34J,180℃弯曲试验≤16mm的d=2a,180℃弯曲试验>16mm的d=3a;当所述Q460E连铸坯的厚度40~63mm时屈服点σs≥420MPa,抗拉强度σb为550~720MPa,伸长率δ5≥16%,V型冲击功(纵向)的温度-40℃、34J,180℃弯曲试验≤16mm的d=2a,180℃弯曲试验>16mm的d=3a;当所述Q460E连铸坯的厚度63~80mm时屈服点σs≥400MPa,抗拉强度σb为550~720MPa,伸长率δ5≥16%,V型纵向冲击功的温度-40℃、34J,180℃弯曲试验≤16mm的d=2a,180℃弯曲试验>16mm的d=3a;
(2)第一阶段预热:将所述Q460E钢板轧制原料的冷料在≤850℃的条件的预加热段进行预加热,之后在1040-1100℃的条件的一加热段进行加热,之后在1230-1290℃的条件的二加热段进行加热,之后在1180-1240℃的条件的均热段进行加热,总加热时间为≥2.5h;
(3)第一阶段在奥氏体再结晶区轧制:当所需制备的成品厚度为20mm时铸坯开轧温度为1050~1100℃,待温厚度42mm,待温终了温度为870-840℃,终轧温度为840-825℃,道次压下率控制在10%以上,轧制完成后采用层流冷却方式进行控冷,控制返红温度为680-700℃;当所需制备的成品厚度为25mm时铸坯开轧温度为1050~1100℃,待温厚度46mm,待温终了温度为870-845℃,终轧温度为830-820℃,道次压下率控制在10%以上,轧制完成后采用层流冷却方式进行控冷,控制返红温度为680-700℃;当所需制备的成品厚度为32mm时铸坯开轧温度为1050~1100℃,待温厚度68mm,待温终了温度为860-825℃,终轧温度为840-820℃,道次压下率控制在10%以上,轧制完成后采用层流冷却方式进行控冷,控制返红温度为680-700℃;
(4)第二阶段预热:将所述Q460E钢板轧制原料的热料在≤850℃的条件的预加热段进行预加热,之后在1000-1100℃的条件的一加热段进行加热,之后在1230-1290℃的条件的二加热段进行加热,之后在1180-1240℃的条件的均热段进行加热,总加热时间为≥2.0h;
(5)第二阶段在奥氏体未再结晶区轧制:开轧温度为≤950℃,终轧温度为860~790℃,待温后累计压下率≥50%,道次变形率≥12%;轧制完成后采用层流冷却方式进行控冷,获得Q460E钢板。
3.一种Q460E钢板,其特征在于:采用根据权利要求1或2任意一项所述的一种Q460E钢板轧制工艺制备得到。
4.根据权利要求3所述的一种Q460E钢板,其特征在于:所述Q460E钢板1/4厚度处组织为铁素体和珠光体,晶粒度为10级,体积分数分别为铁素体62%、珠光体38%,珠光体分布弥散细小。
5.根据权利要求4所述的一种Q460E钢板,其特征在于:所述Q460E钢板屈服强度为440-495MPa,抗拉强度580-610MPa,延伸率20.5-28%,-40℃V型冲击140-217,冷弯合格。
6.根据权利要求5所述的一种Q460E钢板,其特征在于:所述Q460E钢板屈服强度可达到460MPa,抗拉强度可达到550-610MPa,延伸率可达到23%,-40℃的V型冲击可达到140。
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