CN114480958A - 一种低成本无钼非调质800MPa高强钢及其制造方法 - Google Patents

一种低成本无钼非调质800MPa高强钢及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种低成本无钼非调质800MPa高强钢及其制造方法，该高强钢包括以下重量百分比的化学成分：C：0.05~0.09%，Si：0.12~0.60%，Mn：1.55~1.85%，P≤0.020%，S≤0.010%，Nb：0.015%~0.060%，Alt：0.010%~0.060%，B：0.0008%~0.0025%，Ti：0.008%~0.020%，Cr：0.20%~0.60%，Mo≤0.08%，Ni≤0.15%，Cu≤0.15%，N≤0.0060%，O≤0.0030%，H≤0.0002%，余量为Fe和不可避免的杂质。通过本发明的制造方法制造的钢板屈服强度≥690MPa，抗拉强度≥770MPa，非比例伸长率A50mm≥20%，‑20℃纵向冲击功≥100J，‑40℃纵向低温冲击功≥47J。

Description

一种低成本无钼非调质800MPa高强钢及其制造方法
技术领域
本发明涉及到钢铁冶金技术领域，具体的说是一种低成本无钼非调质800MPa高强钢及其制造方法。
背景技术
在国内主流钢厂生产非调质抗拉强度800MPa级高强钢，多采用添加Mo、Ni、Cu、V等贵重金属，价格昂贵，合金成本高；本公司依靠自身技术，在钢铁材料上充分应用微合金技术，合理调控主要淬透性元素Mn-Cr-B配比，充分发挥Cr、B元素的作用，不有意添加Mo、Ni、Cu、V等贵重金属，尤其是不添加的Mo合金，由于其价格昂贵，吨钢可降合金成本100元以上，实现低成本，控制钢中[N]、[O]、[H]含量，采用全流程细晶化生产工艺，制造出低成本无钼含硼非调质800MPa级高强度钢板，有效的促进了高强钢生产与下游行业的发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种低成本无钼非调质800MPa高强钢及其制造方法，通过调整钢中C、Mn、Cr、B的配比，允分发挥C、Mn、Cr、B元素的作用；在不有意添加Mo、Ni、Cu等贵重金属，尤其是不添加Mo，由于其价格昂贵，吨钢可降本100元以上，实现无钼低成本；同时控制钢水中的[N]、[O]、[H]含量，获得低温韧性优良的低成本无钼非调质800MPa级高强度钢板。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种低成本无钼非调质800MPa高强钢，包括以下重量百分比的化学成分：C：0.05～0.09％，Si：0.12～0.60％，Mn：1.55～1.85％，P≤0.020％，S≤0.010％，Nb：0.015％～0.060％，Alt：0.010％～0.060％，B：0.0008％～0.0025％，Ti：0.008％～0.020％，Cr：0.20％～0.60％，Mo≤0.08％，Ni≤0.15％，Cu≤0.15％，N≤0.0060％，O≤0.0030％，H≤0.0002％，余量为Fe和不可避免的杂质。
一种低成本无钼非调质800MPa高强钢的制造方法，包括铁水预处理、顶底复吹转炉、LF精炼、VD/RH真空精炼、宽板坯连铸、炉卷轧制；其中，
铁水含S≥0.040％，采用铁水预处理工序进行脱硫，目标0.010％以下；
顶底复吹转炉吹氧吹炼14～16min，出钢保证钢水P≤0.015％，S≤0.020％，O≤0.06％；
通过LF精炼和VD真空精炼处理，钢水温度和成分满足连铸和目标成分要求，其中气体：N≤0.0060％，O≤0.0030％，H≤0.0002％；
宽板坯连铸采取全程保护浇注、拉伸波动在±0.05m/min，洁净器钢液面波动在±3mm，钢水过热度控制在10～25℃，铸坯低倍偏析B1.5级以下，疏松1.5级以下。
进一步，所述炉卷轧制工艺包括：
①板坯再加热温度：1200～1280℃；
②再结晶区轧制温度区间：980～1120℃，再结晶区轧制道次压下率≥15％，再结晶区轧制总压下率≥40％；
③未再结晶区轧制温度区间：精轧开轧温度为840～960℃，未再结晶区轧制总压下率≥60％，终轧温度区间：720～840℃。
④轧后采用加速冷却，冷却速度≥9℃/s，终冷温度：360～470℃。
用上述方法生产的低成本无钼非调质800MPa级高强度低合金钢钢板屈服强度≥690MPa，抗拉强度≥770MPa，非比例伸长率A50mm≥20％，-20℃纵向冲击功≥100J，-40℃纵向低温冲击功≥47J，金相组织为低碳贝氏体型。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
以下用炉卷轧机生产线通过调控主要淬透性元素Mn-Cr-B配比获得30mm低成本无钼非调质800MPa高强度钢的过程为例，对本发明作进一步的说明。
本实施例中调质钢按重量百分比配比，包括以下组成成分：C：0.07％，Si：0.25％，Mn：1.75％，P：0.010％，S：0.001％，Al：0.028％，Nb：0.053％，B：0.0016％，Ti：0.017％，Cr：0.57％，N：0.0043％，余量为Fe和不可避免杂质。
本实施例的生产工艺路线包括铁水脱硫处理、顶底复吹转炉、LF精炼、VD脱气、宽板坯连铸、炉卷轧机轧制、控制冷却。铁水含S≥0.040％，采用铁水预处理工序进行脱硫，目标0.010％以下；顶底复吹转炉吹氧吹炼14～16min，出钢保证钢水P≤0.015％，S≤0.020％，O≤0.06％；通过LF精炼和VD真空精炼处理，钢水温度和成分满足连铸和目标成分要求，其中气体：N≤0.0060％，O≤0.0030％，H≤0.0002％；宽板坯连铸采取全程保护浇注、拉伸波动在±0.05m/min，洁净器钢液面波动在±3mm，钢水过热度控制在10～25℃，铸坯低倍偏析B1.5级以下，疏松1.5级以下。
其中，轧制工艺制度见表1。
表1本实施例30mm低成本无钼非调质800MPa高强度钢板轧制工艺制度
Figure BDA0003430639060000031
本实施例炉卷轧制工艺为：板坯再加热温度为1230℃，在炉时间135min，均热时间30min，再结晶区开轧温度为1099℃，再结晶区终轧温度为1012℃，再结晶区轧制道次压下率≥15％，再结晶区轧制总压下率为46％；未再结晶区开轧温度为899℃，未再结晶区终轧温度为830℃，未再结晶区轧制总压下率为75％；轧制后采用三阶段控制冷却，第一阶段采用空冷，空冷开始温度796～765℃，空冷结束温度766～735℃；第二阶段开始冷却开始温度为766～735℃，返红温度为350～430℃，上下水比1:1.25～1.30，冷却速率28℃/s，终冷温度为370℃。
按照本实施例的步骤生产的钢板，其性能指标见表2。
表2本实施例制造的钢板的性能指标
Figure BDA0003430639060000032
由表2可以看出，本实施例通过调控主要淬透性元素Mn-Cr-B配比生产出来的30mm低成本无钼非调质800MPa高强度钢能满足产品强度、韧性、塑性等要求，且有一定的富余量。
实施例2
以下用炉卷轧机生产线通过调控主要淬透性元素Mn-Cr-B配比获得20mm低成本无钼非调质800MPa高强度钢的过程为例，对本发明作进一步的说明。本实施例中调质钢按重量百分比配比，包括以下组成成分：C：0.07％，Si：0.24％，Mn：1.70％，P：0.013％，S：0.002％，Nb：0.054％，Al：0.038％，B：0.0013％，Ti：0.016％，Cr：0.55％，N：0.0045％，余量为Fe和不可避免杂质。
本实施例的生产工艺路线包括顶底复吹转炉、LF精炼、VD脱气、宽板坯连铸、炉卷轧机轧制。其中，轧制工艺制度见表3。
表3本实施例20mm低成本无钼非调质800MPa高强度钢板轧制工艺制度
Figure BDA0003430639060000041
本实施例炉卷轧制工艺具体为：板坯再加热温度为1230℃，在炉时间135min，均热时间30min，再结晶区开轧温度为1100℃，再结晶区终轧温度为998℃，再结晶区轧制道次压下率≥15％，再结晶区轧制总压下率为50％；未再结晶区开轧温度为915℃，未再结晶区终轧温度为780℃，未再结晶区轧制总压下率为74％；轧制后采用三阶段控制冷却，第一阶段采用空冷，空冷开始温度796～765℃，空冷结束温度766～735℃；第二阶段开始冷却开始温度为766～735℃，返红温度为350～430℃，上下水比1:1.25～1.30，冷却速率25℃/s，终冷温度为430℃。
按照本实施例的步骤生产的钢板，其性能指标见表4。
表4本实施例制造的钢板的性能指标
Figure BDA0003430639060000042
由表4可以看出，本实施例通过调控主要淬透性元素Mn-Cr-B配比生产出来的20mm低成本无钼非调质800MPa高强度钢能满足产品强度、韧性、塑性等要求，且有一定富余量。

Claims (4)

1.一种低成本无钼非调质800MPa高强钢，其特征在于，该高强钢包括以下重量百分比的化学成分：C：0.05~0.09%，Si：0.12~0.60%，Mn：1.55~1.85%，P≤0.020%，S≤0.010%，Nb：0.015%~0.060%，Alt：0.010%~0.060%，B：0.0008%~0.0025%，Ti：0.008%~0.020%，Cr：0.20%~0.60%，Mo≤0.08%，Ni≤0.15%，Cu≤0.15%，N≤0.0060%，O≤0.0030%，H≤0.0002%，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.一种低成本无钼非调质800MPa高强钢的制造方法，其特征在于，该制造方法包括铁水预处理、顶底复吹转炉、LF精炼、VD/RH真空精炼、宽板坯连铸、炉卷轧制；其中，
铁水含S≥0.040%，采用铁水预处理工序进行脱硫，目标0.010%以下；
顶底复吹转炉吹氧吹炼14~16min，出钢保证钢水P≤0.015%，S≤0.020%，O≤0.06%；
通过LF精炼和VD真空精炼处理，钢水温度和成分满足连铸和目标成分要求，其中气体：N≤0.0060%，O≤0.0030%，H≤0.0002%；
宽板坯连铸采取全程保护浇注、拉伸波动在±0.05m/min，洁净器钢液面波动在±3mm，钢水过热度控制在10~25℃，铸坯低倍偏析B1.5级以下，疏松1.5级以下。
3.根据权利要求2所述的一种低成本无钼非调质800MPa高强钢的制造方法，其特征在于，所述炉卷轧制工艺包括：
①板坯再加热温度：1200～1280℃；
②再结晶区轧制温度区间：980～1120℃，再结晶区轧制道次压下率≥15%，再结晶区轧制总压下率≥40%；
③未再结晶区轧制温度区间：精轧开轧温度为840～960℃，未再结晶区轧制总压下率≥60%，终轧温度区间：720～840℃。
④轧后采用加速冷却，冷却速度≥9℃/s，终冷温度：360～470℃。
4.根据权利要求2所述的一种低成本无钼非调质800MPa高强钢的制造方法，其特征在于，所述方法生产的低成本无钼非调质800MPa级高强钢屈服强度≥690MPa，抗拉强度≥770MPa，非比例伸长率A50mm≥20%，-20℃纵向冲击功≥100J，-40℃纵向低温冲击功≥47J，金相组织为低碳贝氏体型。
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