CN113528977A - 一种小压缩比高均质低屈强比500MPa级高强钢及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于微合金钢生产技术领域，具体是一种小压缩比高均质低屈强比500MPa级高强钢及其制造方法，其中钢的化学成分及重量百分比含量为(Wt/％):C：0.08～0.10，Si：0.15～0.30，Mn：1.50～1.70，P：≤0.012，S：≤0.004，V：0.080～0.095，N：0.011～0.013，其余为Fe及不可避免的杂质。制造方法是：板坯加热、高压除鳞水冷却、双机架可逆式轧制、快速冷却、入坑缓冷。本发明可采用最低2.5倍压缩比生产100mm及以下500MPa级低屈强比高均质高强钢，该产品碳当量不大于0.40％，屈服强度达到500MPa以上，抗拉强度达到600MPa以上，屈强比不大于0.85，心部晶粒度达到6.5级以上，产品具有低屈比、高均质性、高强韧性等特性。
Description
技术领域
本发明涉及微合金钢领域，具体地，本发明涉及一种小压缩比高均质低屈强比500MPa级高强钢及其制造方法，用于钢铁企业生产500MPa级高强钢板。
背景技术
厚规格钢板在工程机械、海洋工程、超高层建筑、石油化工、水电核电、压力容器以及军工装备等行业应用广泛，上述行业对厚规格钢板的组织均匀性和强韧性的要求也越来越高。由于厚规格钢板产品厚度方向尺寸较大，轧制过程中压缩比较小，钢坯铸态组织缺陷难以通过热变形来消除，也难以通过控制轧制和控制冷却技术来提高钢板的强韧性，所以高组织均匀性和高强韧性厚规格钢板的生产一直是世界性的难题。电渣重熔板坯和连铸坯复合轧制技术也都是通过增加板坯原始厚度进而增加轧制过程压缩比的方法，在提高产品的组织均匀性和强韧性上效果明显。但这些技术都需要加大设备投资，而且增加了生产工序和生产成本，增加了污染排放不符合当前的节能环保政策。
目前开发的工艺简单、成本低廉、生产效率高的厚规格钢板的生产技术，主要集中在以下两方面：一是铌等微合金化元素的细化作用，主要存在容易产生混晶，组织均匀性差等问题，尤其是厚规格；二是在于低温轧制对微观组织的细化作用，但是这种技术仍然存在低温轧制轧机负荷大，以及钢板心部偏析组织无法有效改善等问题。
发明内容
针对现在技术的不足，本发明提供一种小压缩比高均质低屈强比500MPa级高强钢及其制造方法，本发明设计合理，采用250mm厚度铸坯可生产最大厚度100mm钢板，产品具有低碳当量、低屈强比、高强韧性、厚度方向性能均匀等特性。
为达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种小压缩比高均质低屈强比500MPa级高强钢，该钢的化学成分及重量百分比含量(Wt.％)为：
C：0.08～0.10，Si：0.15～0.30，Mn：1.50～1.70，P：≤0.012，S：≤0.004，V：0.080～0.095，N：0.011～0.013，其余为Fe及不可避免的杂质。
优选地，化学成分及重量百分比含量(Wt.％)为：
C：0.09、Si：0.20、Mn：1.55、P：0.011、S：0.003、V：0.088、N：0.0124，其余为Fe及不可避免的杂质。
一种小压缩比高均质低屈强比500MPa级高强钢的制造方法，包括板坯加热、高压除鳞水冷却、双机架可逆式轧制、快速冷却、入坑缓冷；其中，板坯出炉温度1190℃～1210℃，出炉铸坯采用高压除鳞水冷却，冷却终止温度1110-1130℃，粗轧开轧温度为1100-1120℃，精轧开轧温度为840～870℃，精轧开轧温度为840～870℃，精轧终轧温度为800℃～820℃，轧后采用快速冷却，冷却区平均冷却速度为5℃/s～20℃/s，冷却终止温度为570～600℃，500～560℃入坑缓冷。
进一步考虑的工艺条件，可优选以下几方面：
1)板坯加热：
板坯出炉温度1190℃～1210℃，加热时间不低于8分钟/cm。
2)铸坯冷却：
出炉铸坯采用高压除鳞水冷却，冷却终止温度1120-1140℃。
3)轧制：
粗轧开轧温度为1100-1120℃，精轧开轧温度为830～850℃，精轧终轧温度为800℃～820℃。
4)控冷制度：
冷却开始温度为750～770℃，冷却区平均冷却速度为5℃/s～8℃/s，冷却终止温度为570～600℃。
5)缓冷温度：
钢板在500～560℃入坑缓冷。
与现有技术相比，本发明有如下的优点：
本发明可以实现采用最低2.5倍压缩比生产100mm及以下500MPa级低屈强比高均质高强钢，提高生产效率，降低生产成本，节能又环保。
本发明通过采用合理的化学成分和工艺设计实现对纳米尺度的析出物充分控制，使该产品碳当量不大于0.40％，屈服强度达到500MPa以上，抗拉强度达到600MPa以上，屈强比不大于0.85，心部晶粒度达到6.5级以上，产品具有低屈比、高均质性、高强韧性等特性。
具体实施方式
下面以具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1：厚度100mm。
一种小压缩比高均质低屈强比500MPa级高强钢，该钢的化学成分及重量百分比含量(Wt.％)为：
C：0.10、Si：0.25、Mn：1.59、P：0.010、S：0.003、V：0.09、N：0.0123，其余为Fe及不可避免的杂质。
一种小压缩比高均质低屈强比500MPa级高强钢的制造方法，方法包括：板坯加热—高压水除鳞冷却—双机架可逆式宽厚板轧机轧制—快速冷却—入坑缓冷；
具体步骤如下：
1)板坯加热
铸坯断面250*2200mm，总压缩比不大于2.5，板坯出炉温度1195℃，加热时间9分钟/cm。
2)铸坯冷却
出炉铸坯采用高压除鳞水冷却，冷却终止温度1120℃。
3)轧制
粗轧开轧温度为1100℃，精轧开轧温度为830～840℃，精轧终轧温度为800℃～820℃。
4)控冷制度
冷却开始温度为750～770℃，冷却区平均冷却速度为5℃/s，冷却终止温度为570～590℃。
5)缓冷温度
钢板510-550℃入坑缓冷。
本实施例1的钢的有关性能参数列于表1、表2中。
实施例2：厚度80mm
一种小压缩比高均质低屈强比500MPa级高强钢，该钢的化学成分及重量百分比含量(Wt.％)为：
C：0.09、Si：0.23、Mn：1.52、P：0.011、S：0.003、V：0.085、N：0.0117，其余为Fe及不可避免的杂质。
一种小压缩比高均质低屈强比500MPa级高强钢的制造方法，工艺包括：板坯加热—高压水除鳞冷却—双机架可逆式宽厚板轧机轧制—快速冷却—入坑缓冷；
具体步骤如下：
1)板坯加热
铸坯断面250*2200mm，总压缩比不大于3.2，板坯出炉温度1197℃，加热时间8.6分钟/cm。
2)铸坯冷却
出炉铸坯采用高压除鳞水冷却，冷却终止温度1140℃。
3)轧制
粗轧开轧温度为1120℃，精轧开轧温度为830～850℃，精轧终轧温度为800～820℃。
4)控冷制度
冷却开始温度为750～770℃，冷却区平均冷却速度为6℃/s，冷却终止温度为580-600℃。
4)缓冷温度
钢板520-560℃入坑缓冷。。
本实施例2的钢的有关性能参数列于表1、表2中。
表1 性能检验情况
表2 性能检验情况
本发明的工艺参数(如温度、时间等)区间上下限取值以及区间值都能实现本法，在此不一一列举实施例。
本发明未详细说明的内容均可采用本领域的常规技术知识。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照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该理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种小压缩比高均质低屈强比500MPa级高强钢，其特征在于，所述高强钢的化学成分及重量百分比含量为：
C：0.08～0.10％，Si：0.15～0.30％，Mn：1.50～1.70％，P：≤0.012％，S：≤0.004％，V：0.080～0.095％，N：0.011～0.013％，其余为Fe及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种小压缩比高均质低屈强比500MPa级高强钢，其特征在于，所述高强钢的化学成分及重量百分比含量为：
C：0.09％，Si：0.20％，Mn：1.55％，P：0.011％，S：0.003％，V：0.088％，N：0.0124％，其余为Fe及不可避免的杂质。
3.根据权利要求1或2所述的一种小压缩比高均质低屈强比500MPa级高强钢，其特征在于，所述高强钢：碳当量≤0.40％，屈服强度≥500MPa，抗拉强度≥600MPa，屈强比≤0.85，心部晶粒度＞6.5级。
4.一种小压缩比高均质低屈强比500MPa级高强钢的制造方法，所述制造方法包括以下步骤：
1)板坯加热；
2)板坯冷却；
3)轧制；
4)快速冷却；
5)入坑缓冷。
5.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，步骤1)中，板坯出炉温度1190℃～1210℃，加热时间不低于8min/cm。
6.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，步骤2)中，出炉板坯采用高压除鳞水冷却，冷却终止温度1110-1130℃。
7.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，步骤3)中，粗轧开轧温度为1100-1120℃，精轧开轧温度为840～870℃，精轧开轧温度为840～870℃，精轧终轧温度为800℃～820℃。
8.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，步骤4)中，轧后采用快速冷却，冷却区平均冷却速度为5℃/s～20℃/s，冷却终止温度为570～600℃。
9.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，步骤5)中，500～560℃入坑缓冷。
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