CN113388782A - 一种低成本抗拉强度520MPa级焊接结构用钢及制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低成本抗拉强度520MPa级焊接结构用钢及制造方法,涉及钢铁生产技术领域,其化学成分及质量百分比为:C:0.15%~0.17%,Mn:1.30%~1.50%,Si:0.30%~0.50%,Nb:0.010%~0.020%,Ti:0.025%~0.040%,Alt:0.020%~0.040%,P≤0.015%,S≤0.010%,CEV≤0.40%,CEV=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15,余量为铁和不可避免的杂质。通过合理设计化学成分,适当添加微合金元素,使用低成本Ti、Si元素,低温冲击韧性良好,生产成本低,具有良好的综合力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁生产技术领域,特别是涉及一种低成本抗拉强度520MPa级焊接结构用钢及制造方法。
背景技术
焊接是钢结构制造中一种十分重要的加工工艺,其广泛应用于机械制造、桥梁、建筑、造船、汽车制造等行业。焊接是一种较复杂的工艺过程,母材的碳当量直接影响焊接的难易程度及焊接的质量。焊接结构用钢碳当量要求低,与普通热轧中厚板的成分体系不同,其化学成分不同于普通热轧中厚板高碳高锰高碳当量的设计思路,比普通的热轧中厚板的碳当量更为严格,焊接结构用钢的碳当量比普通同钢级牌号低0.06%-0.20%,焊接结构用钢的淬硬冷裂倾向较小,焊接性优良。
目前,国内已公布关于抗拉强度520MPa级焊接结构用钢专利主要有公开号为CN105112783 A的“一种焊接结构用钢及其制备方法”和公开号为CN 105132805 A的“一种含钒焊接结构用钢及其制备方法”。上述专利均是关于抗拉强度520MPa级热连轧板带的生产方法,均采用低碳成分设计,碳含量控制在0.12%以内,通过添加Mn-V或Mn-Ti微合金元素,以提高钢板的力学性能,热连轧钢带生产的主要是厚度不超过10mm的薄板;从成本考虑,低碳钢的冶炼成本较高,微合金元素V的原料成本较高。单轧钢板与热连轧钢带的生产工艺不同,单轧钢板生产厚度远远大于热连轧钢的厚度。
发明内容
本发明针对上述技术问题,克服现有技术的缺点,提供一种低成本抗拉强度520MPa级焊接结构用钢,其化学成分及质量百分比为:C:0.15%~0.17%,Mn:1.30%~1.50%,Si:0.30%~0.50%,Nb:0.010%~0.020%,Ti:0.025%~0.040%,Alt:0.020%~0.040%,P≤0.015%,S≤0.010%,CEV≤0.40%,CEV=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15,余量为铁和不可避免的杂质。
技术效果:本发明通过合理设计化学成分,适当添加微合金元素,使用低成本Ti、Si元素,低温冲击韧性良好,生产成本低,具有良好的综合力学性能。
本发明进一步限定的技术方案是:
前所述的一种低成本抗拉强度520MPa级焊接结构用钢,其化学成分及质量百分比为:C:0.152%~0.162%,Mn:1.35%~1.45%,Si:0.35%~0.40%,Nb:0.015%~0.019%,Ti:0.026%~0.036%,Alt:0.025%~0.035%,P≤0.010%,S≤0.006%,CEV≤0.40%,余量为铁和不可避免的杂质。
前所述的一种低成本抗拉强度520MPa级焊接结构用钢,其化学成分及质量百分比为:C:0.155%~0.168%,Mn:1.42%~1.48%,Si:0.38%~0.48%,Nb:0.012%~0.016%,Ti:0.030%~0.038%,Alt:0.028%~0.038%,P≤0.08%,S≤0.003%,CEV≤0.40%,余量为铁和不可避免的杂质。
本发明的另一目的在于提供一种低成本抗拉强度520MPa级焊接结构用钢的制造方法,具体要求如下:
铸坯加热温度为1160~1200℃,加热总时间以铸坯厚度计算为8~12min/cm,均热时间40~60min;
精轧开轧温度控制在880~1020℃,精轧终轧温度控制在800~840℃;
精轧结束后,返红温度控制在640~680℃。
前所述的一种低成本抗拉强度520MPa级焊接结构用钢的制造方法,钢板最大厚度为50mm。
前所述的一种低成本抗拉强度520MPa级焊接结构用钢的制造方法,10≤成品厚度≤20mm,待温坯厚度设定为成品厚度的3.0~3.5倍;
20<成品厚度≤40mm,待温坯厚度设定为成品厚度的2.5~3.0倍;
40<成品厚度≤50mm,待温坯厚度设定为成品厚度的2.0~2.5倍。
前所述的一种低成本抗拉强度520MPa级焊接结构用钢的制造方法,钢板组织为贝氏体+铁素体+珠光体。
本发明的有益效果是:
(1)本发明中钢板的制造方法,生产工艺操作简单、生产成本较低,可应用于桥梁、建筑、造船等领域,具有广阔的应用前景;
(2)本发明通过合理的成分设计,采用中碳成分设计,减少了转炉冶炼的脱碳时间及吹氧量,降低了冶炼成本;
(3)本发明采用高Si、高Ti的成分设计,保证钢的屈服强度与抗拉强度,同时大大降低了生产成本;
(4)本发明添加微量的Nb,通过细化再结晶奥氏体晶粒,增加了轧制后组织转变的形核点,起到细化组织的作用,提高钢板的强度与韧性。
附图说明
图1为本发明钢板的金相组织图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的一种低成本抗拉强度520MPa级焊接结构用钢,化学成分及重百分比成份为:C:0.15%,Mn:1.45%,Nb:0.015%,Alt:0.020%,Ti:0.028%,Si:0.30%,P:0.010%,S:0.008%,CEV:0.39%,余量为铁和不可避免杂质。
制造方法中的具体要求如下:
铸坯厚度150mm,加热温度1200℃,加热总时间以铸坯厚度计算为8 min/cm,总时间为120min,均热时间40min;
采用奇道次轧制,钢材成品厚度为10mm,待温坯厚度设定为成品厚度3.5倍,精轧开轧温度1020℃,总轧制道次13道次,精轧终轧温度控制在812℃;
精轧结束后,钢板返红温度680℃。
实施例2
本实施例提供的一种低成本抗拉强度520MPa级焊接结构用钢,化学成分及重百分比成份为:C:0.17%,Mn:1.35%,Nb:0.010%,Alt:0.028%,Ti:0.025%,Si:0.40%,P:0.012%,S:0.004%,CEV:0.40%,余量为铁和不可避免杂质。
制造方法中的具体要求如下:
铸坯厚度220mm,加热温度1160℃,加热总时间以铸坯厚度计算为9min/cm,总时间为198min,均热时间50min;
采用奇道次轧制,钢材成品厚度为20mm,待温坯厚度设定为成品厚度3.0倍,精轧开轧温度1000℃,总轧制道次13道次,精轧终轧温度控制在820℃;
精轧结束后,钢板返红温度663℃。
实施例3
本实施例提供的一种低成本抗拉强度520MPa级焊接结构用钢,化学成分及重百分比成份为:C:0.16%,Mn:1.30%,Nb:0.011%,Alt:0.030%,Ti:0.032%,Si:0.45%,P:0.015%,S:0.009%,CEV:0.38%,余量为铁和不可避免杂质。
制造方法中的具体要求如下:
铸坯厚度260mm,加热温度1180℃,加热总时间以铸坯厚度计算为10min/cm,总时间为260min,均热时间45min;
采用奇道次轧制,钢材成品厚度为30mm,待温坯厚度设定为成品厚度3.0倍,精轧开轧温度900℃,总轧制道次15道次,精轧终轧温度控制在840℃;
精轧结束后,钢板返红温度650℃。
实施例4
本实施例提供的一种低成本抗拉强度520MPa级焊接结构用钢,化学成分及重百分比成份为:C:0.15%,Mn:1.50%,Nb:0.015%,Alt:0.032%,Ti:0.035%,Si:0.42%,P:0.014%,S:0.010%,CEV:0.40%,余量为铁和不可避免杂质。
制造方法中的具体要求如下:
铸坯厚度260mm,加热温度1180℃,加热总时间以铸坯厚度计算为10min/cm,总时间为260min,均热时间60min;
采用奇道次轧制,钢材成品厚度为40mm,待温坯厚度设定为成品厚度2.5倍,精轧开轧温度890℃,总轧制道次13道次,精轧终轧温度控制在814℃;
精轧结束后,钢板返红温度648℃。
实施例5
本实施例提供的一种低成本抗拉强度520MPa级焊接结构用钢,化学成分及重百分比成份为:C:0.17%,Mn:1.32%,Nb:0.018%,Alt:0.040%,Ti:0.045%,Si:0.45%,P:0.013%,S:0.005%,CEV:0.39%,余量为铁和不可避免杂质。
制造方法中的具体要求如下:
铸坯厚度260mm,加热温度1170℃,加热总时间以铸坯厚度计算为9min/cm,总时间为234min,均热时间55min;
采用奇道次轧制,钢材成品厚度为42mm,待温坯厚度设定为成品厚度2.5倍,精轧开轧温度890℃,总轧制道次13道次,精轧终轧温度控制在800℃;
精轧结束后,钢板返红温度652℃。
实施例6
本实施例提供的一种低成本抗拉强度520MPa级焊接结构用钢,化学成分及重百分比成份为:C:0.16%,Mn:1.42%,Nb:0.020%,Alt:0.035%,Ti:0.040%,Si:0.50%,P:0.012%,S:0.007%,CEV:0.40%,余量为铁和不可避免杂质。
铸坯厚度260mm,加热温度1185℃,加热总时间以铸坯厚度计算为12min/cm,总时间为312min,均热时间60min;
采用奇道次轧制,钢材成品厚度为50mm,待温坯厚度设定为成品厚度2.0倍,精轧开轧温度880℃,总轧制道次11道次,精轧终轧温度控制在810℃;
精轧结束后,钢板返红温度640℃。
上述各实施例的力学性能及金相组织评级如下:
如图1所示,钢板组织主要是贝氏体(B)+铁素体(F)+珠光体(F),低温冲击韧性良好,具有良好的综合力学性能。
除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种低成本抗拉强度520MPa级焊接结构用钢,其特征在于:其化学成分及质量百分比为:C:0.15%~0.17%,Mn:1.30%~1.50%,Si:0.30%~0.50%,Nb:0.010%~0.020%,Ti:0.025%~0.040%,Alt:0.020%~0.040%,P≤0.015%,S≤0.010%,CEV≤0.40%,CEV=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15,余量为铁和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种低成本抗拉强度520MPa级焊接结构用钢,其特征在于:其化学成分及质量百分比为:C:0.152%~0.162%,Mn:1.35%~1.45%,Si:0.35%~0.40%,Nb:0.015%~0.019%,Ti:0.026%~0.036%,Alt:0.025%~0.035%,P≤0.010%,S≤0.006%,CEV≤0.40%,余量为铁和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的一种低成本抗拉强度520MPa级焊接结构用钢,其特征在于:其化学成分及质量百分比为:C:0.155%~0.168%,Mn:1.42%~1.48%,Si:0.38%~0.48%,Nb:0.012%~0.016%,Ti:0.030%~0.038%,Alt:0.028%~0.038%,P≤0.08%,S≤0.003%,CEV≤0.40%,余量为铁和不可避免的杂质。
4.一种低成本抗拉强度520MPa级焊接结构用钢的制造方法,其特征在于:应用于权利要求1-3任意一项,具体要求如下:
铸坯加热温度为1160~1200℃,加热总时间以铸坯厚度计算为8~12min/cm,均热时间40~60min;
精轧开轧温度控制在880~1020℃,精轧终轧温度控制在800~840℃;
精轧结束后,返红温度控制在640~680℃。
5.根据权利要求4所述的一种低成本抗拉强度520MPa级焊接结构用钢的制造方法,其特征在于:钢板最大厚度为50mm。
6.根据权利要求5所述的一种低成本抗拉强度520MPa级焊接结构用钢的制造方法,其特征在于:
10≤成品厚度≤20mm,待温坯厚度设定为成品厚度的3.0~3.5倍;
20<成品厚度≤40mm,待温坯厚度设定为成品厚度的2.5~3.0倍;
40<成品厚度≤50mm,待温坯厚度设定为成品厚度的2.0~2.5倍。
7.根据权利要求4所述的一种低成本抗拉强度520MPa级焊接结构用钢及制造方法,其特征在于:钢板组织为贝氏体+铁素体+珠光体。
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CN (1) | CN113388782A (zh) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US20150075682A1 (en) * | 2011-02-15 | 2015-03-19 | Jfe Steel Corporation | High tensile strength steel plate having excellent weld heat-affected zone low-temperature toughness and method for producing same |
CN108070779A (zh) * | 2016-11-13 | 2018-05-25 | 广东韶钢松山股份有限公司 | 一种可焊接细晶粒高强度结构钢板及其生产方法 |
CN110079740A (zh) * | 2019-06-14 | 2019-08-02 | 武汉钢铁集团鄂城钢铁有限责任公司 | 一种高韧性热轧530MPa级汽车冷冲压桥壳钢板及其制造方法 |
CN110358974A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-10-22 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种屈服345MPa级高疲劳结构钢及其制造方法 |
JP2020111771A (ja) * | 2019-01-09 | 2020-07-27 | 日本製鉄株式会社 | ラインパイプ用鋼板 |
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2021
- 2021-06-03 CN CN202110618779.3A patent/CN113388782A/zh active Pending
Patent Citations (5)
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