CN113430460A - 一种屈服强度690MPa级低成本高强非调质钢板及其制造方法 - Google Patents

一种屈服强度690MPa级低成本高强非调质钢板及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种屈服强度690MPa级低成本高强非调质钢板及制造方法，其中，钢板的化学成分重量百分比为：C:0.06‑0.09％；Si：0.1‑0.5％；Mn：1.3‑2.0％；P≤0.015％；S≤0.002％；Nb：0.03‑0.06％；Ti:0.01‑0.02％；Al：0.025‑0.045％；B:0.001‑0.0016％；其余为Fe和不可避免杂质。上述钢板的制造方法为，经冶炼浇铸、加热、两阶段轧制、冷却、缓冷的工序。本发明具体采用纯DQ冷却工艺+冷后堆缓冷自回火工艺，充分发挥合金元素作用，采用控制轧制及强化冷却的方式达到钢板所需性能。

Description

一种屈服强度690MPa级低成本高强非调质钢板及其制造方法
技术领域
本发明属于690Mpa级高强钢板制造技术领域，具体涉及一种屈服强度大于690MPa级低成本高强钢板及其制造方法。
背景技术
目前针对690MPa级高强结构钢的生产主要用于煤矿机械、工程机械等行业，生产工艺一般采用调质态或者TMCP+T态生产，但该工艺生产制造成本相对较高。
例如公开号CN109055657A的专利-“690MPa级低成本高强韧贝氏体钢板及其生产工艺”钢的化学成分重量百分比为C本发明公开了一种690MPa级低成本高强韧贝氏体钢板及其生产工艺，钢板化学成分组成及其质量百分含量为C：0.03～0.09％、Si：0.10～0.30％、Mn：1.50～1.80％、Nb：0.030～0.070％、Ti≤0.02％、Mo：0.10～0.40％、Ni：0.20～0.30％、Alt≤0.045％、Bt≤0.002％，余量为Fe和不可避免的杂质；生产工艺包括冶炼、连铸、加热、轧制和热处理工序。
又例如公开号CN102851604A的专利-“一种屈服强度690MPa级高强度钢板的生产方法”其成分重量百分比为：所述钢板的化学成分按重量百分比为C：0.04～0.09％、Si：0.25～0.50％、Mn：1.4～1.7％、P：≤0.020％、S：≤0.010％、Cr≤0.45％、Mo≤0.20％、Nb：0.04～0.05％、V：0.05～0.07％、Ti：0.005～0.020％、B：0.0005～0.0025％，余量为Fe和不可避免的杂质。采用低碳微合金化设计，控制轧制后通过在线淬火(DQ)+回火工艺(T)，获得了回火马氏体+回火贝氏体的整合组织，从而获得了强度、塑性和韧性的良好匹配，
上述两个公开的专利，从生产工艺及合金成分设计方面来看,合金元素种类多、含量高，生产工序复杂，进而生产制造成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种屈服强度690MPa级低成本高强钢板及其制造方法，打破原始调质钢及DQ+T钢的生产观念，采用控制轧制及强化冷却工艺，充分发挥合金元素、及冷后堆缓冷的自回火作用达到钢板所需性能。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种屈服强度690MPa级低成本高强非调质钢板，其特征在于：其化学成分重量百分比为：C:0.06-0.09％；Si：0.1-0.5％；Mn：1.3-2.0％；P≤0.015％；S≤0.002％；Nb：0.03-0.06％；Ti:0.01-0.02％；Al：0.025-0.045％；B:0.001-0.0016％；其余为Fe和不可避免杂质。
进一步地，所述钢板的屈服强度≥690MPa，抗拉强度770MPa，断后伸长率≥14％，-20℃纵横向冲击功≥47J。
本发明还公开一种上述屈服强度690MPa级低成本高强非调质钢板的制造方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)冶炼、浇铸：按照所述屈服强度690MPa级低成本高强非调质钢板的化学成分及配比进行冶炼，转炉出钢后然后通过LF+RH真空处理系统有效减少钢种的S元素及气体元素，再进行连铸机浇铸；
(2)加热：加热温度：1110-1170℃，保温时间220-280min；
(3)轧制阶段：轧制阶段分两阶段轧制，第一阶段在奥氏体完全再结晶区大压下率进行连续轧制，道次压下率≥8％，第一阶段终轧温度≥975℃；第二阶段采用控制轧制，即在奥氏体未再结晶区轧制，控轧开轧温度控制在870℃～920℃，终轧温度820℃～880℃，每道次压下率≥8％；
(4)冷却阶段：钢板轧制结束后，立即送入加速冷却设备，钢板开冷温度在770-830之间，冷区速率23-30℃/S，终冷温度420-500℃
(5)缓冷工序：钢板冷却完成后，立即完成热矫直下线堆缓冷，堆缓冷温度≥300℃，堆缓冷时间≥24h。
本发明的有益效果是：本发明采用纯DQ冷却工艺+冷后堆缓冷自回火工艺，充分发挥合金元素作用，采用控制轧制及强化冷却的方式达到钢板所需性能。与现有技术相比，在保证了力学性能的前期下，减少贵金属元素的加入种类及含量，精简生产工序，生产制造成本相应的降低。
(1)本发明针对690MPa级高强结构用非调质钢采用Si-Mn-B-Nb-Al合金成分设计，钢板合金成本大大降低。
(2)本发明打破传统工艺设计思路，采用轧后加速冷却并快速进行堆缓冷工序。利用堆缓冷的自回火功能代替原始热处理炉回火工艺，进一步降低生产制造成本，并有效提高生产效率。
附图说明
图1为本发明实施例1的金相照片。
具体实施方式
本发明一种屈服强度690MPa级低成本高强非调质钢板，其化学成分重量百分比为：C:0.06-0.09％；Si：0.1-0.5％；Mn：1.3-2.0％；P≤0.015％；S≤0.002％；Nb：0.03-0.06％；Ti:0.01-0.02％；Al：0.025-0.045％；B:0.001-0.0016％；其余为Fe和不可避免杂质。
所述钢板的屈服强度≥690MPa，抗拉强度770MPa，断后伸长率≥14％，-20℃纵横向冲击功≥47J。
上述屈服强度690MPa级低成本高强非调质钢板的制造方法，包括如下步骤：
(1)冶炼、浇铸：按照所述屈服强度690MPa级低成本高强非调质钢板的化学成分及配比进行冶炼，转炉出钢后然后通过LF+RH真空处理系统有效减少钢种的S元素及气体元素，再进行连铸机浇铸。
(2)加热：加热温度：1110-1170℃，保温时间220-280min。
(3)轧制阶段：轧制阶段分两阶段轧制，第一阶段在奥氏体完全再结晶区大压下率进行连续轧制，道次压下率≥8％，第一阶段终轧温度≥975℃；第二阶段采用控制轧制，即在奥氏体未再结晶区轧制，控轧开轧温度控制在870℃～920℃，终轧温度820℃～880℃，每道次压下率≥8％。
(4)冷却阶段：钢板轧制结束后，立即送入加速冷却设备，钢板开冷温度在770-830之间，冷区速率23-30℃/S，终冷温度420-500℃。
(5)缓冷工序：钢板冷却完成后，立即完成热矫直下线堆缓冷，堆缓冷温度≥300℃，堆缓冷时间≥24h。
具体的，钢板化学成分的配比及制造方法中涉及的参数，可以在对应的范围内选择设置，下面通过举例说明，如表1、表2所示。
Figure BDA0003123098430000031
Figure BDA0003123098430000041
以上实施例对应的力学性能测验结果如表3所示。
Figure BDA0003123098430000042
由表1、表2和表3中所列的实施例可以看出，采用本发明制备的钢板的抗拉强度、屈服强度、断后伸长率均满足用户要求，-20夏比冲击功≥200J、其与现有技术相比，在保证了力学性能的前期下，减少贵金属元素的加入种类及含量，精简生产工序，生产制造成本相应的降低。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种屈服强度690MPa级低成本高强非调质钢板，其特征在于：其化学成分重量百分比为：C:0.06-0.09％；Si：0.1-0.5％；Mn：1.3-2.0％；P≤0.015％；S≤0.002％；Nb：0.03-0.06％；Ti:0.01-0.02％；Al：0.025-0.045％；B:0.001-0.0016％；其余为Fe和不可避免杂质。
2.根据权利要求1所述的屈服强度690MPa级低成本高强非调质钢板，其特征在于：其屈服强度≥690MPa，抗拉强度770MPa，断后伸长率≥14％，-20℃纵横向冲击功≥47J。
3.一种如权利要求1或2所述屈服强度690MPa级低成本高强非调质钢板的制造方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)冶炼、浇铸：按照所述屈服强度690MPa级低成本高强非调质钢板的化学成分及配比进行冶炼，转炉出钢后然后通过LF+RH真空处理系统有效减少钢种的S元素及气体元素，再进行连铸机浇铸；
(2)加热：加热温度：1110-1170℃，保温时间220-280min；
(3)轧制阶段：轧制阶段分两阶段轧制，第一阶段在奥氏体完全再结晶区大压下率进行连续轧制，道次压下率≥8％，第一阶段终轧温度≥975℃；第二阶段采用控制轧制，即在奥氏体未再结晶区轧制，控轧开轧温度控制在870℃～920℃，终轧温度820℃～880℃，每道次压下率≥8％；
(4)冷却阶段：钢板轧制结束后，立即送入加速冷却设备，钢板开冷温度在770-830之间，冷区速率23-30℃/S，终冷温度420-500℃
(5)缓冷工序：钢板冷却完成后，立即完成热矫直下线堆缓冷，堆缓冷温度≥300℃，堆缓冷时间≥24h。
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