CN112410686A - 一种低屈强比高强度钢板及其生产方法 - Google Patents

一种低屈强比高强度钢板及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种低屈强比高强度钢板，按重量百分比包括以下组成成分：C：0.070~0.10%，Mn：1.60~2.0%，Si：0.10~0.40%，S≤0.0050%，P：≤0.015%，Nb：0.040~0.070%，Ti：0.008~0.020%，V≤0.10%，Alt：0.020~0.060%，B：0.0010~0.0025%，Cr：0.25~0.50%，Mo：0.10~0.30%，其余为Fe和不可避免杂质。本发明还提供一种上述低屈强比高强度钢板的生产方法，生产工艺中通过TMCP工艺得到板条贝氏体组织，利用临界区淬火+回火工艺得到保留板条结构的铁素体+回火马氏体组织，得到低屈强比高强度钢板，综合成本较低，更有利于应用到工程机械行业中。

Description

一种低屈强比高强度钢板及其生产方法
技术领域
本发明属于钢铁材料工程技术领域，涉及一种低屈强比高强度钢板及其生产工艺，具体的是利用TMCP+临界区淬火+回火工艺生产低屈强比高强度钢板，应用于工程机械制造行业。
背景技术
屈服强度690MPa级的高强度调质钢在工程机械行业得到大力应用。在工程实践中，钢材屈强比通常被作为衡量结构安全性的一个重要指标，屈强比偏高则表示材料不易发生塑性变形，在发生塑性变形后很快就会断裂破坏；屈强比低的材料，在外拉力作用下容易产生塑性变形，因其抗拉强度高材料不会轻易断裂。低屈强比钢材，在材料发生屈服后至断裂之前可以承受更多的塑性变形，增加了钢材的受力空间，可以充分保证结构的安全性，因此，低屈强比逐渐成为工程用钢材的衡量指标。
高强度钢板一般采用淬火和高温回火工艺，得到回火索氏体组织，虽然具有良好的强度与韧性的匹配，但是屈强比偏高(>0.96)，且较高的碳含量会影响到钢板的焊接性能。其它采用TMCP+回火工艺生产的高强度钢板屈强比一般也大于0.93。为了降低屈强比，目前多采用两相区淬火+回火或淬火+两相区二次淬火+回火工艺。两相区淬火+回火工艺生产的钢板强度一般在70kg级以下，淬火+两相区二次淬火+回火工艺增加一次淬火工艺，耗能较高，且含有3%以上的Ni导致合金成本较高。因此，研究低屈强比的高强度钢对提高工程安全指数具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种低屈强比高强度钢板，本发明的钢板强度达到80kg级，有效解决了背景技术中屈强比偏高和低屈强比调质钢板强度较低或综合成本高的问题。
本发明的另一目的是提供一种上述低屈强比高强度钢板的生产方法，生产工艺中通过TMCP工艺得到板条贝氏体组织，利用临界区淬火+回火工艺得到保留板条结构的铁素体+回火马氏体组织，得到低屈强比高强度钢板，综合成本较低，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：
一种低屈强比高强度钢板，按重量百分比包括以下组成成分：C：0.070~0.10%，Mn：1.60~2.0%，Si：0.10~0.40%，S≤0.0050%，P：≤0.015%，Nb：0.040~0.070%，Ti：0.008~0.020%，V≤0.10%，Alt：0.020~0.060%，B：0.0010~0.0025%，Cr：0.25~0.50%，Mo：0.10~0.30%，其余为Fe和不可避免杂质。
上述低屈强比高强度钢板屈服强度不低于690MPa级，屈强比低于0 .90。
上述低屈强比高强度钢板的制造方法包括以下工序：顶底复吹转炉、LF精炼、VD脱气、宽板坯连铸、炉卷轧机轧制、临界区淬火、回火；其中，
所述炉卷轧机轧制包括以下步骤：
1）板坯再加热温度：1230~1280℃；
2）再结晶区轧制温度区间：1070~1150℃，再结晶区轧制总压下率≥50%；
3）未再结晶区轧制开轧温度为880~920℃，未再结晶区轧制总压下率≥50%，终轧温度区间：780~830℃。
4）层流冷却开冷温度为760~810℃，冷却速度为10~30℃/s，终冷温度为350~450℃，空冷至室温。
进一步，所述临界区淬火过程：轧制后的板坯再加热温度为690~730℃，加热系数为1.5，保温时间15min，出炉后淬火至室温。淬火处理后钢板的组织结构为板条铁素体和马氏体的混合。
进一步，所述回火过程：淬火后的板坯加热温度为370~420℃，加热系数为3，保温时间15min，出炉后空冷至室温。
上述方法生产的钢板屈服强度为710~750MPa，抗拉强度为790~850MPa，屈强比≤0.90。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明提供的调质钢具有低屈强比，高强度，韧塑性好，裂纹敏感指数低，综合成本低。
附图说明
图1为本发明实施例1低屈强比高强度钢板的金相组织图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明的技术方案及效果做进一步描述，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
本实施例低屈强比高强度钢板Q690的化学成分为：C：0.07wt%，Si：0.23wt%，Mn：1.72wt%，P：0.009wt%，S：0.003wt%，Nb：0.051wt%，Ti：0.012wt%，Alt：0.035wt%，B：0.0018wt%，Cr：0.35wt%，Mo：0.15wt%，其余为Fe和不可避免杂质。
本实施例低屈强比高强度钢板Q690的生产方法包括顶底复吹转炉、LF精炼、VD脱气、宽板坯连铸、炉卷轧机轧制、临界区淬火、回火；其中，炉卷轧机轧制具体过程为：150mm厚的板坯再加热温度为1260℃，在炉时间为3小时，再结晶区轧制4道次，再结晶区开轧温度为1150℃，再结晶区终轧温度为1090℃，再结晶区轧制总压下率为55%；未再结晶区轧制开轧温度为900℃，中间坯厚度68mm，未再结晶区轧制总压下率为63%，终轧温度为790℃；层流冷却开冷温度为760℃，冷却速度为20℃/s，终冷温度为400℃，空冷至室温。
进一步，所述临界区淬火过程：轧制后的板坯再加热温度为715℃，加热系数为1.5，保温时间15min，总在炉时间为43min，出炉后淬火至室温。淬火处理后钢板的组织结构为板条铁素体（57%）和马氏体（43%）的混合。
进一步，所述回火过程：淬火后的板坯加热温度为400℃，加热系数为3，保温时间15min，总在炉时间为90min，出炉后空冷至室温。
进一步，所述回火过程：淬火后的板坯加热温度为400℃，加热系数为3，保温时间15min，出炉后空冷至室温。
本实施例生产的低屈强比高强度钢板Q690的性能指标见表1所示。
表1 本实施例生产的低屈强比高强度钢板Q690的性能指标
牌号 规格/mm Rp0.2/Mpa Rm/Mpa A5/% Rp0.2/ Rm CVN<sub>-40℃纵</sub>/J
Q690 25 715 825 17 0.87 112
从表1可以看出，本实施例生产出来的25mm钢板在具备高强高韧的基础上，屈强比仅有0.87，而调质工艺生产的高强板屈强比一般要不低于0.93，成形性和安全性更为优良。
实施例2
本实施例低屈强比高强度钢板Q690的化学成分为：C：0.07wt%，Si：0.22wt%，Mn：1.74wt%，P：0.010wt%，S：0.003wt%，Nb：0.049wt%，Ti：0.011wt%，Alt：0.038wt%，B：0.0017wt%，Cr：0.32wt%，Mo：0.13wt%，其余为Fe和不可避免杂质。
本实施例低屈强比高强度钢板Q690的生产方法包括顶底复吹转炉、LF精炼、VD脱气、宽板坯连铸、炉卷轧机轧制、临界区淬火、回火；其中，炉卷轧机轧制具体过程为：150mm厚的板坯再加热温度为1280℃，在炉时间为3小时，再结晶区轧制4道次，再结晶区开轧温度为1140℃，再结晶区终轧温度为1070℃，再结晶区轧制总压下率为50%；未再结晶区轧制开轧温度为890℃，中间坯厚度75mm，未再结晶区轧制总压下率为60%，终轧温度为800℃；层流冷却开冷温度为780℃，冷却速度为18℃/s，终冷温度为410℃，空冷至室温。
进一步，所述临界区淬火过程：轧制后的板坯再加热温度为715℃，加热系数为1.5，保温时间15min，总在炉时间为60min，出炉后淬火至室温。淬火处理后钢板的组织结构为板条铁素体（67%）和马氏体（33%）的混合。
进一步，所述回火过程：淬火后的板坯加热温度为400℃，加热系数为3，保温时间15min，总在炉时间为105min，出炉后空冷至室温。
本实施例生产的低屈强比高强度钢板Q690的性能指标见表2所示。
表2 本实施例生产的低屈强比高强度钢板Q690的性能指标
牌号 规格/mm Rp0.2/Mpa Rm/Mpa A5/% Rp0.2/ Rm CVN<sub>-40℃纵</sub>/J
Q690 30 710 815 18 0.87 123
从表2可以看出，本实施例生产出来的30mm钢板在具备高强高韧的基础上，屈强比仅有0.87，而调质工艺生产的高强板屈强比一般要高于0.93，本实施例生产的高强度钢板成形性和安全性更为优良。

Claims (6)

1.一种低屈强比高强度钢板，其特征在于，该低屈强比高强度钢板按重量百分比包括以下组成成分：C：0.070~0.10%，Mn：1.60~2.0%，Si：0.10~0.40%，S≤0.0050%，P：≤0.015%，Nb：0.040~0.070%，Ti：0.008~0.020%，V≤0.10%，Alt：0.020~0.060%，B：0.0010~0.0025%，Cr：0.25~0.50%，Mo：0.10~0.30%，其余为Fe和不可避免杂质。
2.根据权利要求1所述的低屈强比高强度钢板，其特征在于，所述低屈强比高强度钢板屈服强度不低于690MPa级，屈强比低于0 .90。
3.一种低屈强比高强度钢板的制造方法，其特征在于，该制造方法包括以下工序：顶底复吹转炉、LF精炼、VD脱气、宽板坯连铸、炉卷轧机轧制、临界区淬火、回火；其中，
所述炉卷轧机轧制包括以下步骤：
1）板坯再加热温度：1230~1280℃；
2）再结晶区轧制温度区间：1070~1150℃，再结晶区轧制总压下率≥50%；
3）未再结晶区轧制开轧温度为880~920℃，未再结晶区轧制总压下率≥50%，终轧温度区间：780~830℃；
4）层流冷却开冷温度为760~810℃，冷却速度为10~30℃/s，终冷温度为350~450℃，空冷至室温。
4.根据权利要求3所述的低屈强比高强度钢板的制造方法，其特征在于，所述临界区淬火过程：轧制后的板坯再加热温度为690~730℃，加热系数为1.5，保温时间15min，出炉后淬火至室温，淬火处理后钢板的组织结构为板条铁素体和马氏体的混合。
5.根据权利要求3所述的低屈强比高强度钢板的制造方法，其特征在于，所述回火过程：淬火后的板坯加热温度为370~420℃，加热系数为3，保温时间15min，出炉后空冷至室温。
6.根据权利要求3至5任一项所述的低屈强比高强度钢板的制造方法，其特征在于，该制造方法生产的钢板屈服强度为710~750MPa，抗拉强度为790~850MPa，屈强比≤0 .90。
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