CN112501497A

CN112501497A - 一种500MPa含V+Nb复合高强合金钢及其制造方法

Info

Publication number: CN112501497A
Application number: CN202011125074.XA
Authority: CN
Inventors: 冯岩青; 涛雅; 惠志国; 卜向东; 达来; 卢雄慧; 宋振东
Original assignee: Baotou Iron and Steel Group Co Ltd
Current assignee: Baotou Iron and Steel Group Co Ltd
Priority date: 2020-10-20
Filing date: 2020-10-20
Publication date: 2021-03-16

Abstract

本发明公开了一种500MPa含V+Nb复合高强合金钢，其重量百分比化学成分含量为：C 0.17％‑0.20％，Mn 1.45％‑1.55％，Si 0.45％‑0.55％，P≤0.020％，S≤0.02％，Nb 0.06％‑0.065％，V 0.10％‑0.11％，0.01％≤N≤0.03％，余量为Fe和不可避免的杂质。还公布了其制造方法。本发明突出优点是热轧钢材不仅具有高强度高塑性，而且还可以通过合金的复合添加来替代和减少单一合金元素的加入量，节约成本。实现材料领域的环境友好型、资源节约型生产发展模式。

Description

一种500MPa含V+Nb复合高强合金钢及其制造方法

技术领域

本发明涉及合金钢新材料加工领域，尤其涉及一种500MPa含V+Nb复合高强合金钢。

背景技术

高强度厚壁H型钢桩主要用于制作多层框架柱、门式钢架柱以及平台柱等，在承受重荷载高大建筑结构中以拼接组合方式形成局部稳定截面，以确保整体高强度、高刚度工程的需要。用其制作的结构主要应用于浅海及沼泽地带的房屋建筑体系、深基坑支护体系等工民建领域。

随着城市建筑施工空间日益狭小，深基坑H型钢支护体系得到迅速发展。建造高楼大厦深基坑设计、施工，对高强度钢桩钢结构的要求也越来越高。

发明内容

本发明的目的是提供一种500MPa含V+Nb复合高强合金钢及其制造方法，该合金钢保证高强度的同时，H型钢产品具有厚规格、单重大的特点。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明一种500MPa含V+Nb复合高强合金钢，其重量百分比化学成分含量为：C0.17％-0.20％，Mn 1.45％-1.55％，Si 0.45％-0.55％，P≤0.020％，S≤0.02％，Nb0.06％-0.065％，V 0.10％-0.11％，0.01％≤N≤0.03％，余量为Fe和不可避免的杂质。

进一步的，其重量百分比化学成分含量为：C 0.18％，Mn 1.50％，Si 0.50％，P0.010％，S 0.012％，Nb 0.060％，V 0.10％，N 0.02％，余量为Fe和不可避免的杂质。

进一步的，其重量百分比化学成分含量为：C 0.20％，Mn 1.49％，Si 0.42％，P0.009％，S 0.008％，Nb 0.065％，V 0.11％，N 0.029％，余量为Fe和不可避免的杂质。

一种500MPa含V+Nb复合高强合金钢的制造方法，包括：

冶炼过程中，适当增加渣量和强化炉内反应条件，强化脱磷、脱硫。出钢温度控制在1500℃～1550℃；采用硅锰、硅铁、钒氮合金、铌铁进行合金化，合金工放钢前称量好合金，钒含量根据工艺控制，合金成分按中下限控制。钢水采用真空处理，尽量减少铸坯疏松、缩孔及偏析，提高铸坯内外在质量；

铸坯的加热温度1200-1250℃，在炉内保温时间3-7小时，在保证钢坯加热质量的前提下，最大程度使铸坯各部位温度均匀，出炉温度基本稳定在1240℃，粗轧温度1180-1250℃，终轧温度不低于980℃，两段轧制总压下量≥70％；粗轧全部在奥氏体再结晶区轧制，通过反复再结晶，细化奥氏体晶粒；为缩小截面各部位温度差，轧后水冷线全部开启，通过精确控制轧制工艺，保证了成品晶粒和组织的均匀性。

进一步的，成品厚度为20-25mm。

进一步的，生产的产品具有优良的力学性能，抗拉强度达520-550MPa，屈服强度720-730MPa，延伸率23-26％。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

本发明的热轧钢材不仅具有高强度高塑性，而且还可以通过合金的复合添加来替代和减少单一合金元素的加入量，节约成本。实现材料领域的环境友好型、资源节约型生产发展模式。

附图说明

下面结合附图说明对本发明作进一步说明。

图1为实施例1的显微组织图。

具体实施方式

实施例1

将拟轧制的铸坯放入加热炉，铸坯的(重量百分比)化学成分为:C 0.18％，Mn1.50％，Si 0.50％，P 0.010％，S 0.012％，Nb 0.060％，V 0.10％，N 0.02％，余量为Fe和不可避免的杂质。

铸坯厚度为95mm，加热温度1220℃，保温时间3小时。将加热好的铸坯送入粗轧机进行轧制，粗轧温度1020℃。粗轧道次压下量为55％，然后将粗轧后的板坯送入精轧机工位进行轧制，粗轧温度1200℃，终轧温度1000℃,精轧的道次压下量为53.2％。两段轧制总压下量为77.78％，精轧后钢板的厚度为20mm，其力学性能检测值见表1。

通过显微镜及扫描电镜观察实验钢的组织，4％的硝酸酒精腐蚀后组织为珠光体+铁素体+马氏体(少量)，但存在珠光体偏聚及混晶现象，由于钢中加入的合金含量较高，存在少量马氏体组织。见图1。

表1力学性能值

实施例2

将拟轧制的铸坯放入加热炉，铸坯的(重量百分比)化学成分为:C 0.20％，Mn1.49％，Si 0.42％，P 0.009％，S 0.008％，Nb 0.065％，V 0.11％，N 0.029％，余量为Fe和不可避免的杂质。

铸坯厚度为95mm，加热温度1218℃，保温时间6小时。将加热好的铸坯送入粗轧机进行轧制，出炉温度1250℃。粗轧道次压下量为50％，然后将粗轧后的板坯送入精轧机工位进行轧制，粗轧温度1220℃，终轧温度1030℃,精轧的道次压下量为47.3％。两段轧制总压下量为73.68％，精轧后钢板的厚度为25mm，其力学性能检测值见表2。

表2力学性能值

本发明突出优点是热轧钢材不仅具有高强度高塑性，而且还可以通过合金的复合添加来替代和减少单一合金元素的加入量，节约成本。实现材料领域的环境友好型、资源节约型生产发展模式。

本发明的难点一：强度高、低温韧性高，良好的强韧性匹配。

本发明的难点二：厚壁、成品钢桩腹板厚度为20mm-44mm。难点在于采用BB2坯型，压缩比计算为：(69-44.1)/69＝36％，铸坯到成品的压缩比极小，钢桩的腿尖部难以充满金属。

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

1.一种500MPa含V+Nb复合高强合金钢，其特征在于，其重量百分比化学成分含量为：C0.17％-0.20％，Mn 1.45％-1.55％，Si 0.45％-0.55％，P≤0.020％，S≤0.02％，Nb0.06％-0.065％，V 0.10％-0.11％，0.01％≤N≤0.03％，余量为Fe和不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的500MPa含V+Nb复合高强合金钢，其特征在于，其重量百分比化学成分含量为：C 0.18％，Mn 1.50％，Si 0.50％，P 0.010％，S 0.012％，Nb 0.060％，V0.10％，N 0.02％，余量为Fe和不可避免的杂质。

3.根据权利要求1所述的500MPa含V+Nb复合高强合金钢，其特征在于，其重量百分比化学成分含量为：C 0.20％，Mn 1.49％，Si 0.42％，P 0.009％，S 0.008％，Nb 0.065％，V0.11％，N 0.029％，余量为Fe和不可避免的杂质。

4.根据权利要求1所述的500MPa含V+Nb复合高强合金钢的制造方法，其特征在于，包括：

冶炼过程中，出钢温度控制在1500℃～1550℃；采用硅锰、硅铁、钒氮合金、铌铁进行合金化，合金工放钢前称量好合金，钒含量根据工艺控制，合金成分按中下限控制；钢水采用真空处理，尽量减少铸坯疏松、缩孔及偏析，提高铸坯内外在质量；

5.根据权利要求1所述的500MPa含V+Nb复合高强合金钢，其特征在于，成品厚度为20-25mm。

6.根据权利要求5所述的500MPa含V+Nb复合高强合金钢，其特征在于，生产的产品具有优良的力学性能，抗拉强度达520-550MPa，屈服强度720-730MPa，延伸率23-26％。