CN112458244B - 一种高韧性低应力高强钢板的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种高韧性低应力高强钢板的生产方法，包括炼钢、连铸、加热、控制轧制、控制冷却、淬火和分级回火工序，其特征在于，所述分级回火工序，钢板进行两次回火，分别为一级回火和二级回火，一级回火在加热炉中进行，二级回火为自回火，自回火开始温度350‑400℃，冷却速度为5‑8℃/小时，缓冷至室温。本发明工艺生产的具有良好综合性能的钢板，不仅具有高强度、高韧性、良好的焊接性能，且具有低应力、良好的成型性能，适合混凝土泵车转台使用，解决了混凝土泵车用钢在使用过程中切割变形差、增加烤平工序、延长生产周期等棘手难题。
Description
技术领域
本发明属于冶金轧制技术领域，具体涉及一种高韧性低应力高强钢板的生产方法。
背景技术
中国混凝土泵车机械十几年的高速发展预示着混凝土泵车的技术将会拥有前景广阔的舞台，会成为工程机械行业领域众人关注的“明日之星”。随着混凝土泵车机械向装备大型化及参数极限化发展，对钢铁原材料的强韧性、成形性和焊接性等均提出了更高要求。转台是混凝土泵车转塔的重要组成部分，上部用臂架连接套与臂架总成铰接，下部用高强度螺栓与回转支承外圈固连，主要承受臂架总成的扭矩和弯矩，同时可带动臂架总成一起在水平面内旋转。因此，转台对钢铁原材料的要求更为苛刻，转台一般由直径为2.0-2.5米的圆形切割件和长度为1.4-2.0米三角形或多边形切割件组成，故对钢铁原材料本身以及切割后的平直度要求极为严格；且随着混凝土泵车臂架的长度越来越长，对转台的强度级别要求也越来越高。
用户一般采用等离子数控切割机对钢铁原材料进行切割，极易产生应力变形问题，若钢铁原材料切割成转台工件后平直度较差，导致钢板下料后的工件不能使用或在后续焊接过程中引起较大误差，因此，为避免出现这种误差，会增加烤平工序进行矫正。而增加烤平工序不但会增大工作量，增加生产成本，而且会延长生产周期。而随着钢铁材料强度级别的不断提高，高强钢的低应力敏感性问题愈加突出。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高韧性低应力高强钢板的生产方法，得到高韧性、低应力变形、焊接性能良好的890MPa级混凝土泵车转台用高强度调质钢板，消除常规高强钢板应力变形导致的切割后平直度差的问题。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种高韧性低应力高强钢板的生产方法，包括炼钢、连铸、加热、控制轧制、控制冷却、淬火和分级回火工序，其特征在于，所述分级回火工序，钢板进行两次回火，分别为一级回火和二级回火，一级回火在加热炉中进行，二级回火为自回火，自回火开始温度350-400℃，冷却速度为5-8℃/小时，缓冷至室温。
优选的，所述钢板二级回火过程将一级回火空冷后的钢板快速下线后进行堆垛缓冷自回火，并加盖保温棉。
进一步的，所述一级回火，将钢板加热至600-650℃，加热时间系数为3－5min/mm，保温时间为10～15min，钢板出炉后空冷至350-400℃。
优选的，一级回火过程钢板出炉后冷却速度10-15℃/min。
钢板淬火后由于组织变化引起的组织应力很大，必须进行回火处理消除内应力。二级回火为自回火，通过自回火处理，消除了组织内应力。分级回火处理后得到均匀细小的回火索氏体组织，回火索氏体组织是铁素体与粒状碳化物的混合物，此时的铁素体已基本无碳的过饱和度，碳化物也为稳定型碳化物，常温下是一种平衡组织。这种组织具有良好的韧性和塑性，同时具有较高的强度，因此具有良好的综合力学性能。采用分级回火工艺，可以释放应力，增加韧性，调整强度。
进一步的，所述淬火工序，钢板加热温度为880-910℃，加热时间系数为1－3min/mm，保温时间为10～15min，钢板出炉后淬火至室温。
淬火时钢板内部发生马氏体转变，由于马氏体转变属于体积膨胀反应，在表面急冷后，心部冷下来时对表面产生向外的应力。
进一步的，所述控制冷却工序，钢板在ACC冷却设备中上集管流量为250-350L/min·m2，钢板输送速度为0.6-0.9m/s，终冷温度为700-750℃。
采用较低的输送速度，防止因温度不均匀造成的钢板热应力。
进一步的，控冷工序加开后吹扫装置，防止钢板表面积水造成钢板冷却温度不均。
加开后吹扫装置，防止钢板表面积水造成冷却温度不均造成的内应力。
进一步的，所述控制轧制工序，终轧温度控制在780-810℃。
进一步的，所述加热工序，在加热炉，预热段温度≤850℃，预热段加热速率为5～7℃/min，加热段温度1200-1270℃，均热段温度1210-1240℃，加热炉总加热时间系数9-10min/cm。
在加热炉预热段，预热段温度≤850℃，采用低速加热工艺，加热速率为5～7℃/分钟，消除铸坯在非塑性区由于加热速度过快产生的内应力；加热段采用高温加热工艺，确保各合金元素全部溶解，加热段温度1200-1270℃，均热段温度1210-1240℃，总加热时间系数9-10min/cm。
进一步的，所述加热工序， 钢坯入加热炉温度范围为100℃～200℃。
钢坯入加热炉温度范围100℃～200℃，避免常温入炉引起铸坯再加热裂纹。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
采用本发明生产钢板，钢板的化学成分组成及质量百分含量为：C：0.15～0.18%，Si：0.10～0.30%，Mn：1.20～1.40%，P≤0.015%，S≤0.005%，Nb：0.020～0.040%，V：0.030～0.050%，Ti：0.008～0.025%，Cr：0.30～0.50%，Mo：0.50～0.70%，B：0.0010～0.0020%，Als：0.015～0.060%，N≤0.0045%，H≤0.0002%，其余为Fe和其它不可避免的杂质，微观组织为细小回火索氏体，屈服强度≥890MPa，抗拉强度940-1100MPa，延伸率≥12%，V型纵向-20℃冲击功≥120J，钢板厚度25mm～40mm。切割成工件后直径为1.4米至2.5米，切割后工件不平度为0.5-2mm/m且1.5-3mm/2m，完全满足用户≤3mm/m且≤5mm/2m的要求。
本发明工艺生产的具有良好综合性能的钢板，不仅具有高强度、高韧性、良好的焊接性能，且具有低应力、良好的成型性能，适合混凝土泵车转台使用，解决了混凝土泵车用钢在使用过程中切割变形差、增加烤平工序、延长生产周期等棘手难题，具有极大的市场推广价值。
附图说明
图1是实施例1得到的25mm厚度规格高强钢的500×显微组织图；
图2是实施例2得到的30mm厚度规格高强钢的500×显微组织图；
图3是实施例3得到的40mm厚度规格高强钢的500×显微组织图；
图4是实施例4得到的25mm厚度规格高强钢的500×显微组织图；
图5是实施例5得到的30mm厚度规格高强钢的500×显微组织图；
图6是实施例6得到的40mm厚度规格高强钢的500×显微组织图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了更好的说明本发明，下面通过实施例做进一步的举例说明。
实施例1－6
实施例1－6钢板的化学成分及其质量百分含量如表1，生产过程包括炼钢、连铸、加热、控制轧制、控制冷却、淬火和分级回火工序，实施例1－6加热工序入炉温度、预热段温度、预热段加热速率、加热段温度、均热段温度、加热炉总加热时间系数见表2，实施例1－6控制轧制工序终轧温度、钢板轧制规格、控制冷却工序ACC冷却设备中上集管流量、钢板输送速度、终冷温度见表3，实施例1－6控冷工序加开后吹扫装置，防止钢板表面积水造成钢板冷却温度不均。实施例1－6淬火工序钢板加热温度、加热时间系数、保温时间见表4，实施例1－6淬火工序钢板出加热炉后淬火至室温。实施例1－6分级回火工序，钢板进行两次回火，分别为一级回火和二级回火，一级回火钢板加热温度、加热时间系数、保温时间见表5，实施例1－6钢板一级回火出炉后空冷。实施例1－6二级回火为自回火，一级回火后的钢板快速下线后进行堆垛缓冷自回火，并加盖保温棉，二级回火开始温度、冷却速度见表5，实施例1－6二级回火钢板缓冷至室温。
表1
表2
表3
表4
表5
对实施例1－6分级回火后的钢板进行拉力检测、180°弯曲检测、冲击检测，检测结果见表6，将实施例1－6分级回火后的钢板切割成工件后直径为1.4米至2.5米，切割后工件不平度检测结果见表7。
表6
表7
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种高韧性低应力高强钢板的生产方法，包括炼钢、连铸、加热、控制轧制、控制冷却、淬火和分级回火工序，其特征在于，所述分级回火工序，钢板进行两次回火，分别为一级回火和二级回火，一级回火在加热炉中进行，二级回火为自回火，钢板二级回火过程将一级回火空冷后的钢板快速下线后进行堆垛缓冷自回火，并加盖保温棉，自回火开始温度350-400℃，冷却速度为5-8℃/小时，缓冷至室温；
所述加热工序，在加热炉，预热段温度≤850℃，预热段加热速率为5～7℃/min；
控冷工序加开后吹扫装置，防止钢板表面积水造成钢板冷却温度不均；
所述钢板的化学成分组成及质量百分含量为：C：0.15～0.18%，Si：0.10～0.30%，Mn：1.20～1.40%，P≤0.015%，S≤0.005%，Nb：0.020～0.040%，V：0.030～0.050%，Ti：0.008～0.025%，Cr：0.30～0.50%，Mo：0.50～0.70%，B：0.0010～0.0020%，Als：0.015～0.060%，N≤0.0045%，H≤0.0002%，其余为Fe和其它不可避免的杂质；钢板厚度25mm～40mm，V型纵向-20℃冲击功≥120J，切割成工件后直径为1.4米至2.5米，切割后工件不平度为0.5-2mm/m且1.5-3mm/2m。
2.根据权利要求1所述的一种高韧性低应力高强钢板的生产方法，其特征在于，所述一级回火，将钢板加热至600-650℃，加热时间系数为3－5min/mm，保温时间为10～15min，钢板出炉后空冷。
3.根据权利要求2所述的一种高韧性低应力高强钢板的生产方法，其特征在于，一级回火过程钢板出炉后冷却速度10-15℃/min。
4.根据权利要求1所述的一种高韧性低应力高强钢板的生产方法，其特征在于，所述淬火工序，钢板加热温度为880-910℃，加热时间系数为1－3min/mm，保温时间为10～15min，钢板出炉后淬火至室温。
5.根据权利要求1所述的一种高韧性低应力高强钢板的生产方法，其特征在于，所述控制冷却工序，钢板在ACC冷却设备中上集管流量为250-350L/min·m2，钢板输送速度为0.6-0.9m/s，终冷温度为700-750℃。
6.根据权利要求1所述的一种高韧性低应力高强钢板的生产方法，其特征在于，所述控制轧制工序，终轧温度控制在780-810℃。
7.根据权利要求1所述的一种高韧性低应力高强钢板的生产方法，其特征在于，所述加热工序，加热段温度1200-1270℃，均热段温度1210-1240℃，加热炉总加热时间系数9-10min/cm。
8.根据权利要求1所述的一种高韧性低应力高强钢板的生产方法，其特征在于，所述加热工序， 钢坯入加热炉温度范围为100℃～200℃。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101458104B1 (ko) * | 2013-12-18 | 2014-11-04 | 주식회사 세아베스틸 | 고강도 및 고인성을 갖는 터널지보용 강의 제조방법 |
| CN105420468A (zh) * | 2015-11-12 | 2016-03-23 | 内蒙古包钢钢联股份有限公司 | 保证厚规格高强钢低温韧性的热处理方法 |
-
2020
- 2020-11-03 CN CN202011210520.7A patent/CN112458244B/zh active Active
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|---|---|---|---|---|
| KR101458104B1 (ko) * | 2013-12-18 | 2014-11-04 | 주식회사 세아베스틸 | 고강도 및 고인성을 갖는 터널지보용 강의 제조방법 |
| CN105420468A (zh) * | 2015-11-12 | 2016-03-23 | 内蒙古包钢钢联股份有限公司 | 保证厚规格高强钢低温韧性的热处理方法 |
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