CN114622072A - 提高大厚度q345e钢低温韧性的方法及q345e钢 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高大厚度Q345E钢低温韧性的方法及Q345E钢。该方法包括铸坯加热、控制轧制，其中控制轧制工序：粗轧进行两道次宽展，展宽道次结束后，中间坯于粗轧机前使用即时冷降低钢板表面温度；粗轧纵轧三道次，单道次压下率依次为8%～10%、9%～12%、19%～20%，精轧五道次，前四道次压下率依次为13%～15%、10%～12%、9%～10%、8%～9%，最后一道次根据成品板厚控制压下率6%～8%。采用本发明方法生产的Q345E钢厚度方向四分之一位置处，‑40℃低温冲击值达到200J以上，且具有高强度、良好的探伤内部质量性能，产品具有极大的市场竞争力。
Description
技术领域
本发明属于冶金制造领域，具体涉及一种提高大厚度Q345E钢低温韧性的方法及Q345E钢。
背景技术
低合金热轧中厚板在国民经济建设中被广泛应用，特别是基础设施建设和基础加工制造业，如石油管线、风电塔筒、石油平台、桥梁、建筑及轻工设备的制造。目前，低合金低温韧性中厚板广泛采用Nb、V、Ti微合金化，利用新一代TMCP两阶段控轧控冷工艺实现强度与韧性良好的匹配。
厚规格钢板的强韧性匹配一直是制约中厚板生产企业的难题，目前国内外各大钢铁企业均认识到生产高端、高附加值品种的意义，随着板坯重压下技术、轧钢即时冷温控技术以及超快冷组织相变关键技术的应用，为品种钢的开发生产提供了有力支撑。厚规格钢板生产的难点在于心部力学性能差，受限于连铸坯心部偏析、疏松等缺陷，铸坯在轧制过程中，受轧机压下能力的限制，往往采用较高的加热及轧钢温度，传统的ACC冷却能力无法达到厚规格钢板心部冷却条件，造成厚规格钢板心部力学性能无法满足标准要求，尤其是低温韧性。
CN201911000765.4提高厚规格高强耐候钢低温冲击韧性的方法，采用高温加热、高合金含量前提下，加大层流冷却强度使产品的组织晶粒细化，该方法主要是利用高冷却强度，达到细化晶粒，心部珠光体带消除，从而提高心部韧性。目前该方法的实施受限于产线冷却装备，其需要更大的冷却速率，其在卷板生产线上易于实现，在中厚板产线生产80-100mm厚度钢板难以提高冷却能力；
CN201910915376.8心部低温冲击韧性优异的厚规格Q345R钢板及制造方法，为有效提高厚规格心部低温冲击韧性，采用控轧控冷+正火热处理+高温回火工序提高强韧性匹配优良的均匀细小的铁素体+珠光体+微合金元素析出物金相组织，该方法主要利用热处理工艺，生产工序长、成本高。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种提高大厚度Q345E钢低温韧性的方法。
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
一种提高大厚度Q345E钢低温韧性的方法，包括铸坯加热、控制轧制，其中控制轧制工序：粗轧进行两道次宽展，展宽道次结束后，中间坯于粗轧机前使用即时冷降低钢板表面温度；粗轧纵轧三道次，单道次压下率依次为8%～10%、9%～12%、19%～20%，精轧五道次，前四道次压下率依次为13%～15%、10%～12%、9%～10%、8%～9%，最后一道次根据成品板厚控制压下率6%～8%。
本发明所述粗轧宽展阶段，单道次压下量20～25mm。
本发明所述即时冷给水量为160～180 L/min，给水持续时间50～70s。
本发明所述铸坯厚度为250～280mm。
本发明所述铸坯入炉温度450～550℃，加热制度采用低温加热控制，加热二温度1180～1200℃，均热段温度1170～1190℃。
本发明所述Q345E钢的化学成分按重量百分比计为：C：0.15～0.18、Si：0.20～0.30、Mn：1.40～1.50、Als：0.020～0.035、S≤0.010、P≤0.015、Ni：0.15～0.25、Nb：0.025～0.035，其余为Fe及不可避免的杂质。
本发明所述Q345E钢的厚度为80～100mm。
本发明的另一目的在于提供一种具有良好低温韧性的Q345E钢板，其采用上述方法制备而成。
本发明的发明原理在于：本发明在碳锰+Nb复合微合金化成分基础上，适当添加Ni元素用于提升钢板的低温冲击韧性；并且利用250～280mm厚度铸坯低圧缩比（2.5～3.5）供轧，采用低温加热控制原奥氏体晶粒长大基础上，利用粗轧大压下+即时冷温控技术，实现再结晶区轧制细化奥氏体晶粒及变形心部渗透效果；两阶段控轧阶段，使用“抛物线”型轧制道次压下率，能够有效发挥低温段变形有效渗透，使得钢板心部变形充分，从而有效提高Q345E钢板低温韧性。
粗轧、精轧连续阶段压下率的“抛物线”分配，耦合精轧前即时冷降低中间坯表面温度，有效实现变形渗透梯度分布，获得良好变形效果外，板型控制良好。
本发明方法工序流程短、合金成本低，生产的钢板具有良好的低温冲击韧性。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的钢板厚1/4位置金相组织图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
本实施例钢板的化学成分按重量百分比计为：C：0.15、Si：0.20、Mn：1.40、Als：0.020、S：0.010、P：0.015、Ni：0.15、Nb：0.025，其余为Fe及不可避免的杂质；
本实施例钢板厚度为80mm，所用铸坯厚度规格为280mm；轧制压缩比3.5:1。
生产过程中加热制度如下：铸坯入炉温度450℃，加热制度采用低温加热控制，加热二温度1180℃，均热段温度1170℃；
轧制过程中粗轧两道次宽展阶段，单道次压下量25mm，展宽道次结束后，中间坯于粗轧机前使用即时冷降低钢板表面温度，即时冷给水量为160L/min，给水持续时间50s；粗轧纵轧三道次，单道次压下率依次为8%、9%、19%；精轧五道次，前四道次的压下率依次为13%、10%、9%、8%，最后一道次根据成品板厚控制压下率8%。
本实施例提供的80mm厚Q345E钢板-40℃冲击韧性值见表1。
钢板厚1/4位置金相组织见图1，从图1可看出钢板组织类型为多边形铁素体+珠光体+针状铁素体，珠光体含量占比10%-12%，晶粒度9.8级。厚规格钢板心部位置晶粒的有效细化是保证冲击韧性的有效手段。
实施例2
本实施例钢板的化学成分按重量百分比计为：C：0.18、Si：0.30、Mn：1.50、Als：0.035、S：0.008、P：0.013、Ni：0.25、Nb：0.035，其余为Fe及不可避免的杂质；
本实施例钢板厚度为100mm，所用铸坯厚度规格为280mm，轧制压缩比2.8:1。
生产过程中加热制度如下：铸坯入炉温度550℃，加热制度采用低温加热控制，加热二温度1200℃，均热段温度1170℃；
轧制过程中粗轧两道次宽展阶段，单道次压下量25mm，展宽道次结束后，中间坯于粗轧机前使用即时冷降低钢板表面温度，即时冷给水量为160 L/min，给水持续时间70s；粗轧纵轧三道次，单道次压下率依次为8%、9%、19%；精轧五道次，前四道次的压下率依次为13%、10%、9%、8%，最后一道次根据成品板厚控制压下率6%。
本实施例提供的100mm厚Q345E钢板-40℃冲击韧性值见表1。
实施例3
本实施例钢板的化学成分按重量百分比计为：C：0.17%、Si：0.28%、Mn：1.43%、Als：0.026%、S：0.007%、P：0.013%、Ni：0.24%、Nb：0.026%，其余为Fe及不可避免的杂质；
本实施例钢板厚度为90mm，所用铸坯厚度规格为250mm，轧制压缩比2.78:1。
生产过程中加热制度如下：铸坯入炉温度540℃，加热制度采用低温加热控制，加热二温度1185℃，均热段温度1190℃；
轧制过程中粗轧两道次宽展阶段，单道次压下量20mm，展宽道次结束后，中间坯于粗轧机前使用即时冷降低钢板表面温度，即时冷给水量为180 L/min，给水持续时间55s；粗轧纵轧三道次，单道次压下率依次为9%、11%、20%；精轧五道次，前四道次的压下率依次为15%、12%、9%、9%，最后一道次根据成品板厚控制压下率7%。
本实施例提供的90mm厚Q345E钢板-40℃冲击韧性值见表1。
实施例4
本实施例钢板的化学成分按重量百分比计为：C：0.16%、Si：0.25%、Mn：1.46%、Als：0.023%、S：0.008%、P：0.014%、Ni：0.21%、Nb：0.030%，其余为Fe及不可避免的杂质；
本实施例钢板厚度为85mm，所用铸坯厚度规格为270mm，轧制压缩比3.18:1。
生产过程中加热制度如下：铸坯入炉温度520℃，加热制度采用低温加热控制，加热二温度1195℃，均热段温度1175℃；
轧制过程中粗轧两道次宽展阶段，单道次压下量23mm，展宽道次结束后，中间坯于粗轧机前使用即时冷降低钢板表面温度，即时冷给水量为180 L/min，给水持续时间60s；粗轧纵轧三道次，单道次压下率依次为10%、12%、20%；精轧五道次，前四道次的压下率依次为14%、12%、10%、9%，最后一道次根据成品板厚控制压下率8%。
本实施例提供的85mm厚Q345E钢板-40℃冲击韧性值见表1。
实施例5
本实施例钢板的化学成分按重量百分比计为：C：0.16%、Si：0.27%、Mn：1.49%、Als：0.031%、S：0.009%、P：0.012%、Ni：0.17%、Nb：0.033%，其余为Fe及不可避免的杂质；
本实施例钢板厚度为95mm，所用铸坯厚度规格为280mm，轧制压缩比2.95:1。
生产过程中加热制度如下：铸坯入炉温度500℃，加热制度采用低温加热控制，加热二温度1190℃，均热段温度1185℃；
轧制过程中粗轧两道次宽展阶段，单道次压下量24mm，展宽道次结束后，中间坯于粗轧机前使用即时冷降低钢板表面温度，即时冷给水量为160 L/min，给水持续时间50s；粗轧纵轧三道次，单道次压下率依次为10%、12%、19%；精轧五道次，前四道次的压下率依次为14%、11%、10%、9%，最后一道次根据成品板厚控制压下率6%。
本实施例提供的95mm厚Q345E钢板-40℃冲击韧性值见表1。
实施例6
本实施例钢板的化学成分按重量百分比计为：C：0.18%、Si：0.22%、Mn：1.42%、Als：0.033%、S：0.006%、P：0.015%、Ni：0.20%、Nb：0.027%，其余为Fe及不可避免的杂质；
本实施例钢板厚度为90mm，所用铸坯厚度规格为260mm，轧制压缩比2.89:1。
生产过程中加热制度如下：铸坯入炉温度480℃，加热制度采用低温加热控制，加热二温度1180℃，均热段温度1170℃；
轧制过程中粗轧两道次宽展阶段，单道次压下量22mm，展宽道次结束后，中间坯于粗轧机前使用即时冷降低钢板表面温度，即时冷给水量为170 L/min，给水持续时间65s；粗轧纵轧三道次，单道次压下率依次为9%、10%、19%；精轧五道次，前四道次的压下率依次为15%、12%、10%、8%，最后一道次根据成品板厚控制压下率7%。
本实施例提供的90mm厚Q345E钢板-40℃冲击韧性值见表1。
表1 各实施例Q345E钢板低温冲击韧性值
由表1可知，本发明提供的Q345E钢板具有良好的冲击韧性，按国标检测厚度方向四分之一位置处，-40℃低温冲击韧性均达到200J以上。
Claims (8)
1.一种提高大厚度Q345E钢低温韧性的方法，包括铸坯加热、控制轧制，其特征在于，所述控制轧制工序：粗轧进行两道次宽展，展宽道次结束后，中间坯于粗轧机前使用即时冷降低钢板表面温度；粗轧纵轧三道次，单道次压下率依次为8%～10%、9%～12%、19%～20%，精轧五道次，前四道次压下率依次为13%～15%、10%～12%、9%～10%、8%～9%，最后一道次根据成品板厚控制压下率6%～8%。
2.根据权利要求1所述的提高大厚度Q345E钢低温韧性的方法，其特征在于，所述粗轧宽展阶段，单道次压下量20～25mm。
3.根据权利要求1所述的提高大厚度Q345E钢低温韧性的方法，其特征在于，所述即时冷给水量为160～180 L/min，给水持续时间50～70s。
4.根据权利要求1所述的提高大厚度Q345E钢低温韧性的方法，其特征在于，所述铸坯厚度为250～280mm。
5.根据权利要求1或4所述的提高大厚度Q345E钢低温韧性的方法，其特征在于，所述铸坯入炉温度450～550℃，加热制度采用低温加热控制，加热二温度1180～1200℃，均热段温度1170～1190℃。
6.根据权利要求1所述的提高大厚度Q345E钢低温韧性的方法，其特征在于，所述Q345E钢的化学成分按重量百分比计为：C：0.15～0.18、Si：0.20～0.30、Mn：1.40～1.50、Als：0.020～0.035、S≤0.010、P≤0.015、Ni：0.15～0.25、Nb：0.025～0.035，其余为Fe及不可避免的杂质。
7.根据权利要求1所述的提高大厚度Q345E钢低温韧性的方法，其特征在于，所述Q345E钢的厚度为80～100mm。
8.一种具有良好低温韧性的大厚度Q345E钢，其特征在于，采用权利要求1-7任一项方法制备而成。
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