CN112725703B - 一种低屈强比q550d高强度钢板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种低屈强比Q550D高强度钢板，按重量百分比包括以下组成成分：C：0.04~0.10%，Mn：1.50~2.0%，Si：0.10~0.40%，S≤0.0050%，P：≤0.015%，Nb：0.030~0.070%，Ti：0.008~0.020%，Alt：0.020~0.060%，B：0.0010~0.0025%，其余为Fe和不可避免杂质。本发明还提供了一种低屈强比Q550D高强度钢板的制造方法，采用控轧控冷+低温淬火+回火工艺，所述钢板组织为针状铁素体+块状铁素体+晶粒尺寸小于2μm粒状均匀分布的马氏体，其屈服强度610‑700MPa，抗拉强度720‑810Mpa，屈强比≤0.85，纵向冲击功100J以上。

Description

一种低屈强比Q550D高强度钢板及其制造方法
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Q550D高强度钢板及其制造方法，具体的是利用控轧控冷+低温淬火+回火工艺得到组织特征为针状铁素体+块状铁素体+粒状马氏体的低屈强比高强度钢板。
背景技术
Q550级高强度钢板因具有良好的强韧性应用较广，但是因其生产工艺导致屈强比普遍偏高，一般大于0.92。而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，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。
在550MPa级别低屈强比钢中，目前已有大量涉及低屈强比高强钢的专利技术，大多是添加了大量的Ni、Cr、Mo、Cu等贵重合金元素，或者采用超快冷等先进技术对设备要求较高。专利公告号CN111206185A、CN110983158A、CN109811256A、CN110423938A等，均是不同含量的贵重元素Ni、Cr、Mo、Cu一种或多种组合的成分体系，成分复杂，合金成本较高。专利公告号CN107326304A、CN110331345A、CN107326304A、CN105385955A等采用TMCP、TMCP+回火工艺或超快冷技术提高强度，工艺流程比较简单，但钢的屈强比较高，过高的屈强比直接影响结构的安全性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种成分相对简单、合金成本低、性能优异、性能稳定的低屈强比高强度钢板，具体的是利用控轧控冷+低温淬火+回火工艺，得到组织特征为针状铁素体+块状铁素体+尺寸小于2μm粒状马氏体的低屈强比高强度钢板。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种低屈强比Q550D高强度钢板，所述钢板按重量百分比包括以下组成成分：C：0.04～0.10％，Mn：1.50～2.0％，Si：0.10～0.40％，S≤0.0050％，P：≤0.015％，Nb：0.030～0.070％，Ti：0.008～0.020％，Alt：0.020～0.060％，B：0.0010～0.0025％，其余为Fe和不可避免杂质。
进一步，所述钢板厚度为8mm～40mm，组织结构包括针状铁素体、块状铁素体和粒状马氏体，屈服强度610～700MPa，抗拉强度720～810Mpa，-20℃纵向冲击功在100J以上，屈强比低于0.85。
一种低屈强比Q550D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、宽板坯连铸、板坯加热、轧机轧制、层流冷却、低温淬火、回火，其中：
板坯加热：板坯加热温度1150～1280℃；
轧机轧制：再结晶区轧制开轧温度1020～1080℃，轧制总压下率≥50％；未再结晶区轧制开轧温度为860～920℃，轧制总压下率≥55％；终轧温度为770～810℃；
层流冷却：开冷温度为750～790℃，冷却速度为10～30℃/s，终冷温度为350～450℃；
低温淬火：轧制后的板坯再加热温度为700～730℃，出炉后水冷淬火至室温；
回火：加热、保温温度为340～400℃，出炉后空冷。
进一步，所述轧机轧制后钢板显微组织结构包括板条贝氏体和粒状贝氏体。
进一步，所述低温淬火后钢板组织结构包括针状铁素体、块状铁素体、尺寸小于2μm的粒状马氏体。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明钢板的显微组织结构包括针状铁素体、块状铁素体和大量尺寸小于2μm粒状马氏体，具有低屈强比、高强度、韧塑性好、裂纹敏感指数低、综合成本低的优点，而且性能稳定。
2、本发明钢板的屈强比小于0.85，屈服强度610～700MPa，抗拉强度720～810Mpa，-20℃纵向冲击功在100J以上。
附图说明
图1为本发明实施例1热轧轧制后钢板的金相组织照片；
图2为本发明实施例1低温淬火后钢板的金相组织照片；
图3为本发明实施例2低温淬火后钢板的金相组织照片。
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
本实施例的低屈强比高强度钢板Q550D的熔炼化学成分(wt％)见表1。轧制工艺制度及层流分段冷却工艺制度见表2。
表1实施例1的钢板的化学成分(wt％)
元素 C Si Mn P S Alt Nb Ti B
含量 0.07 0.23 1.72 0.009 0.003 0.034 0.039 0.017 0.0017
表2实施例1的钢板的轧制工艺制度及层流分段冷却工艺制度
Figure BDA0002853054330000021
本实施例的低屈强比Q550D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、宽板坯连铸、板坯加热、轧机轧制、层流冷却、低温淬火、回火，其中：板坯加热温度1260℃；轧机轧制：再结晶区轧制开轧温度1050℃，再结晶区总压下率为55％；未再结晶区轧制开轧温度为890℃，未再结晶区总压下率为63％；终轧温度为790℃；层流冷却：开冷温度为760℃，冷却速度为17.5℃/s，终冷温度为410℃；低温淬火：轧制后的板坯再加热温度为715℃，加热系数为1.5，出炉后水冷淬火至室温；回火：加热、保温温度为380℃，加热系数为3，出炉后空冷。
本实施例中，所述轧机轧制后钢板显微组织结构如图1所示，包括35-45％板条贝氏体和55-65％粒状贝氏体。
本实施例中，所述低温淬火后钢板组织结构如图2所示，包括23-28％针状铁素体、55-60％块状铁素体、约17％尺寸小于2μm的粒状马氏体。低温淬火后钢板的性能见表3。
表3实施例1低温淬火后钢板的性能(wt％)
规格/mm Rp0.2/Mpa Rm/Mpa A5/％ Rp0.2/Rm CVN<sub>-20℃纵</sub>/J
20 629 803 16.5 0.78 41
回火后制备的钢板的性能见表4。
表4本实施例制造的钢板的性能(wt％)
规格/mm Rp0.2/Mpa Rm/Mpa A<sub>50</sub>/％ Rp<sub>0.2</sub>/Rm CVN<sub>-20℃纵</sub>/J
20 624 754 17 0.83 141
本实施例制造的低屈强比高强度钢板Q550D的厚度为20mm，屈服强度为624MPa，抗拉强度为754MPa，-20℃纵向冲击功为141J，屈强比为0.83。
实施例2
本实施例的低屈强比高强度钢板Q550D的熔炼化学成分(wt％)见表5。轧制工艺制度及层流分段冷却工艺制度见表6。
表5实施例2的钢板的化学成分(wt％)
元素 C Si Mn P S Alt Nb Ti B
含量 0.07 0.26 1.70 0.010 0.001 0.030 0.037 0.015 0.0016
表6实施例2的钢板的轧制工艺制度及层流分段冷却工艺制度
Figure BDA0002853054330000031
本实施例的低屈强比Q550D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、宽板坯连铸、板坯加热、轧机轧制、层流冷却、低温淬火、回火，其中：板坯加热温度1275℃；轧机轧制：再结晶区轧制开轧温度1064℃，再结晶区总压下率为52％；未再结晶区轧制开轧温度为875℃，未再结晶区总压下率为58％；终轧温度为780℃；层流冷却：开冷温度为770℃，冷却速度为19℃/s，终冷温度为390℃；低温淬火：轧制后的板坯再加热温度为730℃，加热系数为1.5，出炉后水冷淬火至室温；回火：加热、保温温度为400℃，加热系数为3，出炉后空冷。
本实施例中，所述低温淬火后钢板组织结构如图3所示，包括42-47％针状铁素体、40-45％块状铁素体、约13％尺寸小于2μm的粒状马氏体。
低温淬火后钢板的性能见表7。
表7实施例2低温淬火后钢板的性能(wt％)
钢板厚度/mm Rp0.2/Mpa Rm/Mpa A5/％ Rp0.2/Rm CVN<sub>-20℃纵</sub>/J
30 699 853 14.5 0.82 83
回火后制备的钢板的性能见表8。
表8本实施例制造的钢板的性能(wt％)
钢板厚度/mm Rp0.2/Mpa Rm/Mpa A<sub>50</sub>/％ Rp<sub>0.2</sub>/Rm CVN<sub>-20℃纵</sub>/J
30 661 786 16.5 0.84 230
本实施例制造的低屈强比高强度钢板Q550D的厚度为30mm，屈服强度为661MPa，抗拉强度为786MPa，-20℃纵向冲击功为230J，屈强比为0.84。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (1)

1.一种低屈强比Q550D高强度钢板，其特征在于，所述钢板按重量百分比包括以下组成成分：C：0.07%，Mn：1.70~1.72%，Si：0.23~0.26%，S：0.001~0.003%，P：0.009~0.010%，Nb：0.037~0.039%，Ti：0.015~0.017%，Alt：0.030~0.034%，B：0.0016~0.0017%，其余为Fe和不可避免杂质；
所述钢板厚度为20mm~30mm，组织结构包括针状铁素体、块状铁素体和粒状马氏体，屈服强度624~661MPa，抗拉强度754~786Mpa，-20℃纵向冲击功141~230J，屈强比0.83~0.84，延伸率A50为16.5~17%；
所述低屈强比Q550D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、宽板坯连铸、板坯加热、轧机轧制、层流冷却、低温淬火、回火，其中：
板坯加热：板坯加热温度1260~1275℃；
轧机轧制：再结晶区轧制开轧温度1050~1064℃，轧制总压下率52~55%；未再结晶区轧制开轧温度为875~890℃，轧制总压下率58~63%；终轧温度为780~790℃；
层流冷却：开冷温度为760~770℃，冷却速度为17.5~19℃/s，终冷温度为390~410℃；
低温淬火：轧制后的板坯再加热温度为715~730℃，加热系数为1.5，出炉后水冷淬火至室温；
回火：加热、保温温度为380~400℃，加热系数为3，出炉后空冷；
所述轧机轧制后钢板显微组织结构包括板条贝氏体和粒状贝氏体；
所述低温淬火后钢板组织结构包括针状铁素体、块状铁素体、尺寸小于2μm的粒状马氏体。
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