CN114480960A - 一种低屈强比的低温韧性800MPa级高强钢及其生产工艺 - Google Patents

一种低屈强比的低温韧性800MPa级高强钢及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种低屈强比的低温韧性800MPa级高强钢，包含以下重量百分比的成分：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：0~0.0035%，Ti：0.008%~0.030%，Cr：0~0.60%，Mo：0~0.50%，余量为Fe和不可避免的杂质。同时提供了该高强钢的生产工艺，该生产工艺生产的低屈强比高强钢的上屈服强度≥690MPa，抗拉强度770~910MPa，屈强比≤0.90，伸长率A≥14%，‑20℃纵向冲击功≥200J，‑40℃纵向低温冲击功≥180J，金相组织为具有变形带的先共析铁素体加回火贝氏体混合组织。

Description

一种低屈强比的低温韧性800MPa级高强钢及其生产工艺
技术领域
本发明涉及钢铁冶金技术领域，具体是一种低屈强比的低温韧性800MPa级高强钢及其生产工艺。
背景技术
钢材产品的力学性能主要取决于钢中的组织构成，对于TMCP+回火工艺的高强钢800MPa级而言，组织为回火贝氏体类组织，该组织通常具有较高的力学强度，但韧性较差，屈强比偏高。而调质工艺生产的800MPa级中厚钢板，较高的屈强比和较差的焊接性能是此类钢的一个重要缺陷，其屈强比达到0.95-0.98，且比例达到甚至超过95％。相关研究表明，适当的复相组织可以同时兼顾高强度和低屈强比的要求。本公司依靠自身技术，在钢铁材料上充分应用微合金技术，调控主要淬透性元素C-Mn-Cr-Mo配比，充分发挥B元素的作用，采用全流程细晶化生产工艺，制造出可控屈强比良好低温韧性800MPa级高强度钢，有效的促进了高强钢生产与下游行业的发展。
发明内容
本发明的目的是一种低屈强比的低温韧性800MPa级高强钢，该方法通过调整钢中C、Mn、B、Mo、Cr的配比，利用控制轧制技术，在精轧后期控制对组织相变进行精确控制后控制冷却，随后进行适当的回火热处理，获得可控屈强比良好低温韧性800MPa级高强钢。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种低屈强比的低温韧性800MPa级高强钢，包含以下重量百分比的成分：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：0～0.0035％，Ti：0.008％～0.030％，Cr：0～0.60％，Mo：0～0.50％，余量为Fe和不可避免的杂质。
一种低屈强比的低温韧性800MPa级高强钢的生产工艺，包括铁水预处理、转炉冶炼、LF炉外精炼、VD/RH真空脱气、铸坯堆垛缓冷、板坯加热、三阶段控制轧制、在线加速冷却、回火热处理；其中，
所述三阶段控制轧制包括以下步骤：
①板坯再加热温度：1200～1250℃；
②轧制分三阶段：
第一阶段，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％；
第二阶段，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％；
第三阶段，在精轧最后一道次前控制温度，温度待到钢两相区即Ar3以下20℃～50℃，为680～720℃，第三阶段控制轧制道次变形量为2～10％；
③轧制后采用加速冷却，冷却速度≥9℃/s，终冷温度：400℃～550℃；
④对热轧钢板进行480℃回火处理。
进一步，该方法生产的低屈强比高强钢的上屈服强度≥690MPa，抗拉强度770～910MPa，屈强比≤0.90，伸长率A≥14％，-20℃纵向冲击功≥200J，-40℃纵向低温冲击功≥180J，金相组织为具有变形带的先共析铁素体加回火贝氏体混合组织。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明的原理是热轧组织具有遗传性，通过调控热轧组织中软相、硬相之间的比例，经回火后得到可控屈强比良好低温韧性800MPa级高强钢。
附图说明
图1为本发明实施例1的钢板的金相组织图；
图2为本发明实施例2的钢板的金相组织图。
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
以本公司的炉卷轧机-热处理生产线生产可控屈强比良好低温韧性800MPa级高强钢的过程为例，对本发明作进一步的说明。
本实施例中低屈强比的低温韧性800MPa级高强钢成分按重量百分比配比，包括以下表1组成成分，余量为Fe和不可避免杂质。
表1本实施例可控屈强比良好低温韧性800MPa高强钢板成分(wt％)
C Si Mn P S Alt Nb Ti Cr Mo B CEV Pcn
0.06 0.24 1.66 0.010 0.001 0.032 0.054 0.016 0.40 0.147 0.0016 0.45 0.19
注：1.CEV为碳当量，计算公式为：CEV＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15
2.Pcm为焊接冷裂纹敏感指数，计算公式为：Pcm＝C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B
本实施例的25mm可控屈强比良好低温韧性800MPa级高强钢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、层流冷却、回火热处理。
工艺制度具体是，板坯再加热温度为1240℃，加热时间140min，再结晶区开轧温度为1092℃，再结晶区终轧温度为1063℃，再结晶区轧制道次压下率≥14.5％，再结晶区总压下率为40.5％，未再结晶区开轧温度为887℃，未再结晶区轧制总压下率73.7％，温度待到钢的Ar3以下20℃，进入两相区，本例为控制在700℃进行第三阶段控制轧制一道次，道次变形量为2～10％，本例为5.3％，轧后采用加速冷却，冷却速度≥9℃/s，本例冷却速度为18.6℃/s：终冷温度为426℃，下线后空冷至室温，然后进行480℃回火热处理。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25mm可控屈强比良好低温韧性800MPa的性能指标
Figure BDA0003430649660000031
本实施例生产出来低屈强比高强度钢的组织为具有变形带的先共析铁素体与回火贝氏体的混合组织，，先共析铁素体比例10-15％，保证低屈强比的同时，得到良好的低温冲击韧性。金相组织如图1。
实施例2
本实施例中可控屈强比良好低温韧性800MPa高强钢板成分按重量百分比配比，包括以下表3组成成分，余量为Fe和不可避免杂质。
表3本实施例可控屈强比良好低温韧性800MPa高强钢板成分(wt％)
C Si Mn P S Al Nb Ti B Cr Mo CEV Pcm
0.06 0.25 1.66 0.008 0.001 0.036 0.055 0.018 0.0015 0.39 0.14 0.45 0.19
注：1.CEV为碳当量，计算公式为：CEV＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15
2.Pcm为焊接冷裂纹敏感指数，计算公式为：Pcm＝C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B
本实施例的30mm可控屈强比良好低温韧性800MPa级高强钢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、层流冷却、回火热处理。
工艺制度是，板坯再加热温度为1250℃，加热时间145min，再结晶区开轧温度为1100℃，再结晶区终轧温度为1041℃，再结晶区轧制道次压下率≥14.5％，再结晶区总压下率为40.1％，未再结晶区开轧温度为882℃，未再结晶区轧制总压下率71.4％，温度待到钢的Ar3以下20℃，进入两相区，本例为控制在690℃进行第三阶段控轧轧制一道次，道次变形量为2～10％，本例为6.3％，轧后采用加速冷却，冷却速度≥9℃/s，本例冷却速度为17.4℃/s：终冷温度为421℃。下线后空冷至室温，然后进行480℃回火热处理。
按照本实施例的步骤生产的钢板，其性能指标见表4。
表4本实施例生产的30mm可控屈强比良好低温韧性800MPa的性能指标
Figure BDA0003430649660000041
本实施例生产出来低屈强比高强度钢的组织为具有变形带的先共析铁素体与回火贝氏体的混合组织，先共析铁素体比例10-15％，保证低屈强比的同时，得到良好的低温冲击韧性。金相组织如图2。
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 (3)

1.一种低屈强比的低温韧性800MPa级高强钢，其特征在于，该高强钢包含以下重量百分比的成分：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：0~0.0035%，Ti：0.008%~0.030%，Cr：0~0.60%，Mo：0~0.50%，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.一种低屈强比的低温韧性800MPa级高强钢的生产工艺，其特征在于，该生产工艺包括铁水预处理、转炉冶炼、LF炉外精炼、VD/RH真空脱气、铸坯堆垛缓冷、板坯加热、三阶段控制轧制、在线加速冷却、回火热处理；其中，
所述三阶段控制轧制包括以下步骤：
①板坯再加热温度：1200~1250℃；
②轧制分三阶段：
第一阶段，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%；
第二阶段，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%；
第三阶段，在精轧最后一道次前控制温度，温度待到钢两相区即Ar3以下20℃~50℃，为680~720℃，第三阶段控制轧制道次变形量为2~10%；
③轧制后采用加速冷却，冷却速度≥9℃/s，终冷温度：400℃~550℃；
④对热轧钢板进行480℃回火处理。
3.根据权利要求2所述的低屈强比的低温韧性800MPa级高强钢的生产工艺，其特征在于，该生产工艺生产的低屈强比高强钢的上屈服强度≥690MPa，抗拉强度770~910MPa，屈强比≤0.90，伸长率A≥14%，-20℃纵向冲击功≥200J，-40℃纵向低温冲击功≥180J，金相组织为具有变形带的先共析铁素体加回火贝氏体混合组织。
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