CN114645223A - 一种提高超低温韧性的高锰中厚板 - Google Patents

一种提高超低温韧性的高锰中厚板 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超低温韧性优异的高锰中厚板及其制备方法，包括Mn，C，Si，V，P，S，Cr，Cu，Ni，Mo，P，AL，Fe和不可避免的杂质的成分含量。该超低温韧性优异的高锰中厚板及其制备方法，步骤一冶炼，采用真空感应炉熔炼；步骤二铸造，对熔炼出钢水进行铸造，铸造成铸锭；步骤三锻造，对铸造的铸锭进行锻造，得到钢坯，钢坯厚度55mm；步骤四轧制，对锻造后的钢坯进行轧制，形成中厚板；步骤五热处理，对轧制后的中厚板进行热处理；步骤六：淬火冷却，对热处理后的中厚板进行淬火冷却。步骤三中锻造温度为1100～1300℃，锻造时长为1h。步骤五中热处理温度为1000℃。淬火冷却方式为持续用冰水对热处理后的中厚板进行淬火冷却直至室温。

Description

一种提高超低温韧性的高锰中厚板
技术领域
本发明涉及一种中厚板技术领域，具体是一种提高超低温韧性的高锰中厚板。
背景技术
厚板主要应用于建筑工程、机械制造、容器制造、造船、桥梁建造等。还可以用来制造各种容器、炉壳、炉板、桥梁及汽车静钢钢板、低合金钢钢板、造船钢板、锅炉钢板、压力容器钢板、花纹钢板、汽车大梁钢板、拖拉机某些零件及焊接构件等。通中厚板用途：广泛用来制造各种容器、炉壳、炉板、桥梁及汽车静钢钢板、低合金钢钢板、桥梁用钢板、造船钢板、锅炉钢板、压力容器钢板、花纹钢板、汽车大梁钢板、拖拉机某些零件及焊接构件具体应用。
目前市面上传统的中厚板，无法实现较好的超低温韧性优异的特性，导致部分使用条件下无法使用，因此提出一种超低温韧性优异的高锰中厚板对其进行优化。
检索文献：（1）《一种超低温韧性优异的高锰中厚板及其制备方法》 刘振宇 任家宽 陈俊 陈其源 王国栋。化学成分按重量百分比为：C：0.31～0.67％，Si：0.02～0.48％，Mn：22.0～27.3％，P：≤0.08％，S：≤0.06％，Al：1.5～4.64％，余量为Fe和不可避免的杂质；制备方法：1)钢坯加热保温；2)对加热后的钢坯进行一阶段轧制，得到热轧钢材；3)热轧钢材冷却，得到 196℃韧性优异的高锰中厚板，所述高锰中厚板的厚度为11～20mm，-196℃下的超低温沿轧向冲击吸收功(rd)为116～212j，沿宽展方向冲击吸收功(td)为89～173j，屈服强度(rel)为318～529mpa，抗拉强度(rm)为728～889mpa；本发明的高锰中厚板轧制态即可使用，具有优异的超低温韧性和较高的强度，且不需要添加合金元素，成本远低于9Ni钢。（2）《一种海洋工程用高锰中厚钢板及其生产方法》 蒋文权 罗连涛 于继达 郑红伟；钢中含有C:0.05%～0.25%,Mn:5.0%～9.0%,Si:0.20%～0.50%,Cu:0.10%～0.50%,Ni:0.25%～0.40%,Cr:0.30%～0.90%,Mo:0.25%～0.80%,N:0.001%～0.007,P≤0.01%,S≤0.01%,Al:0.01%～0.05%,其余为Fe和不可避免的杂质.加热温度1140～1220℃;一阶段开轧温度≥1000℃,单道次压下率>13%,累计压下率为40%～50%,二阶段终轧温度850～900℃,单道次压下率5%～12%,累计压下率50%～60%;冷速3～7℃/s,返红温度500～550℃,最后进行调质处理。钢板厚12～20mm,低温韧性优良,轧后表面无冷裂纹。-196℃下的超低温沿轧向冲击吸收功(rd)为110～128j，屈服强度(rel)为318～357mpa，抗拉强度(rm)为526～639mpa.由上述检索文献可知，钢中化学成分Mn含量的配比不同，其性能也存在差异。
发明内容
本发明提供一种提高超低温韧性的高锰中厚板，其具有超低温的优异韧性和强度。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种提高超低温韧性的高锰中厚板，主要是控制钢中的Mn，C，Si，V，P，S，Cr，Cu，Ni，Mo，P，AL，Fe和不可避免的杂质的成分含量：Mn：18.3～27.3%，C：0.1～0.79%，Si：0.02～0.56%，V：0～1%，P：0.006～0.02%，S：0.004～0.044%，Cr:3～4.1%，Cu：0.45～1.1%，Ni：0～2.2%，Mo：0～0.94%，P：0.01～0.1%，AL：0.05-5.1%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明所述高锰中厚板的厚度为11～20mm，-196℃下的超低温冲击吸收功为119.3～163.0J，屈服强度为318～329MPa，抗拉强度为800～1041MPa，屈强比为0.52～0.61，断后延伸率为46.5～62.1％。
一种提高超低温韧性的高锰中厚板步骤如下：
步骤一：冶炼，采用真空感应炉熔炼；
步骤二：铸造，对熔炼出钢水进行铸造，铸造成铸锭；
步骤三：锻造，对铸造的铸锭进行锻造，得到钢坯，钢坯厚度55mm；
步骤四：轧制，对锻造后的钢坯进行轧制，形成中厚板；
步骤五：热处理，对轧制后的中厚板进行热处理；
步骤六：淬火冷却，对热处理后的中厚板进行淬火冷却。
其中步骤四中轧制为二阶段控制轧制，第一阶段，开轧温度为1130℃，终轧温度为1070℃，经4道次横轧轧制，第二阶段开轧温度为1150℃，终轧温度为1025温度，经2道次纵轧轧制，总压下率为63～85％，得到热轧中厚板钢材。
步骤五中热处理温度为1000℃，时长为1～2H。
步骤六淬火冷却方式为，持续用冰水对热处理后的中厚板进行淬火冷却直至室温。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过Mn，C，Si，V，P，S，Cr，Cu，Ni，Mo，P，AL，Fe的不同配比，并通过本发明的制备方法，生产出性能更加优越的高锰中厚板，可以在超低温下具有韧性优异的特点，以适合新的使用需求，从而适合特殊环境条件下使用。
本发明成分配比在Mn，C，Si，V，P，S，Cr，Cu，Ni，Mo，P，AL，Fe和不可避免的杂质，Mn：23%，C：0.4%，Si：0.3%，V：0.5%，P：0.015%，S：0.029%，Cr:3.7%，Cu：0.8%，Ni：1.1%，Mo：0.5%，P：0.05%，AL：2.6%，余量为Fe和不可避免的杂质情况下的高锰中厚板具有更加优越的特性，且在同样配比下厚度为15的中厚板性能明显高于厚度为11的中厚板性能。
具体实施方式
本发明实施例中，一种超低温韧性优异的高锰中厚板及其制备方法，包括Mn，C，Si，V，P，S，Cr，Cu，Ni，Mo，P，AL，Fe和不可避免的杂质，Mn：18.3～27.3%，C：0.1～0.79%，Si：0.02～0.56%，V：0～1%，P：0.006～0.02%，S：0.004～0.044%，Cr:3～4.1%，Cu：0.45～1.1%，Ni：0～2.2%，Mo：0～0.94%，P：0.01～0.1%，AL：0.05-5.1%，余量为Fe和不可避免的杂质。
高锰中厚板的厚度为11～20mm，-196℃下的超低温冲击吸收功为119.3～163.0J，屈服强度为318～329MPa，抗拉强度为800～1041MPa，屈强比为0.52～0.61，断后延伸率为46.5～62.1％。
一种提高超低温韧性的高锰中厚板，方法步骤如下：
步骤一：冶炼，采用真空感应炉熔炼；
步骤二：铸造，对熔炼出钢水进行铸造，铸造成铸锭；
步骤三：锻造，对铸造的铸锭进行锻造，得到钢坯，钢坯厚度55mm；
步骤四：轧制，对锻造后的钢坯进行轧制，形成中厚板；
步骤五：热处理，对轧制后的中厚板进行热处理；
步骤六：淬火冷却，对热处理后的中厚板进行淬火冷却。
步骤三中锻造温度为1100～1300℃，锻造时长为1h。
步骤四中轧制为二阶段控制轧制，第一阶段，开轧温度为1130℃，终轧温度为1070℃，经4道次横轧轧制，第二阶段开轧温度为1150℃，终轧温度为1025温度，经2道次纵轧轧制，总压下率为63～85％，得到热轧中厚板钢材。
步骤五中热处理温度为1000℃，时长为1～2H。
淬火冷却方式为，持续用冰水对热处理后的中厚板进行淬火冷却直至室温，冰水为循环冰水。
实施例一：
一种超低温韧性优异的高锰中厚板及其制备方法，包括Mn，C，Si，V，P，S，Cr，Cu，Ni，Mo，P，AL，Fe和不可避免的杂质，Mn：18.3%，C：0.1%，Si：0.02%，V：0.1%，P：0.006%，S：0.004%，Cr:3%，Cu：0.45%，Ni：0.1%，Mo：0.1%，P：0.01%，AL：0.05%，余量为Fe和不可避免的杂质。
一种提高超低温韧性的高锰中厚板，方法步骤如下：
步骤一：冶炼，采用真空感应炉熔炼；
步骤二：铸造，对熔炼出钢水进行铸造，铸造成铸锭；
步骤三：锻造，对铸造的铸锭进行锻造，得到钢坯，钢坯厚度55mm；
步骤四：轧制，对锻造后的钢坯进行轧制，形成中厚板；
步骤五：热处理，对轧制后的中厚板进行热处理；
步骤六：淬火冷却，对热处理后的中厚板进行淬火冷却。
步骤三中锻造温度为1100～1300℃，锻造时长为1h。
步骤四中轧制为二阶段控制轧制，第一阶段，开轧温度为1130℃，终轧温度为1070℃，经4道次横轧轧制，第二阶段开轧温度为1150℃，终轧温度为1025温度，经2道次纵轧轧制，总压下率为63～85％，得到热轧中厚板钢材。
步骤五中热处理温度为1000℃，时长为1～2H。
淬火冷却方式为，持续用冰水对热处理后的中厚板进行淬火冷却直至室温，冰水为循环冰水。
高锰中厚板的厚度为12mm，-196℃下的超低温冲击吸收功为119.3J，屈服强度为318MPa，抗拉强度为800MPa。
实施例二：
一种超低温韧性优异的高锰中厚板及其制备方法，包括Mn，C，Si，V，P，S，Cr，Cu，Ni，Mo，P，AL，Fe和不可避免的杂质，Mn：18.3%，C：0.1%，Si：0.02%，V：0.1%，P：0.006%，S：0.004%，Cr:3%，Cu：0.45%，Ni：0.1%，Mo：0.1%，P：0.01%，AL：0.05%，余量为Fe和不可避免的杂质。
一种提高超低温韧性的高锰中厚板，方法步骤如下：
步骤一：冶炼，采用真空感应炉熔炼；
步骤二：铸造，对熔炼出钢水进行铸造，铸造成铸锭；
步骤三：锻造，对铸造的铸锭进行锻造，得到钢坯，钢坯厚度55mm；
步骤四：轧制，对锻造后的钢坯进行轧制，形成中厚板；
步骤五：热处理，对轧制后的中厚板进行热处理；
步骤六：淬火冷却，对热处理后的中厚板进行淬火冷却。
步骤三中锻造温度为1100～1300℃，锻造时长为1h。
步骤四中轧制为二阶段控制轧制，第一阶段，开轧温度为1130℃，终轧温度为1070℃，经4道次横轧轧制，第二阶段开轧温度为1150℃，终轧温度为1025温度，经2道次纵轧轧制，总压下率为63～85％，得到热轧中厚板钢材。
步骤五中热处理温度为1000℃，时长为1～2H。
淬火冷却方式为，持续用冰水对热处理后的中厚板进行淬火冷却直至室温，冰水为循环冰水。
高锰中厚板的厚度为15，-196℃下的超低温冲击吸收功为130J，屈服强度为320MPa，抗拉强度为900MPa，
实施例三：
一种超低温韧性优异的高锰中厚板及其制备方法，包括Mn，C，Si，V，P，S，Cr，Cu，Ni，Mo，P，AL，Fe和不可避免的杂质，Mn：27.3%，C：0.79%，Si：0.56%，V：1%，P：0.02%，S：0.044%，Cr:4.1%，Cu：1.1%，Ni：2.2%，Mo：0.94%，P：0.1%，AL：5.1%，余量为Fe和不可避免的杂质。
一种提高超低温韧性的高锰中厚板，方法步骤如下：
步骤一：冶炼，采用真空感应炉熔炼；
步骤二：铸造，对熔炼出钢水进行铸造，铸造成铸锭；
步骤三：锻造，对铸造的铸锭进行锻造，得到钢坯，钢坯厚度55mm；
步骤四：轧制，对锻造后的钢坯进行轧制，形成中厚板；
步骤五：热处理，对轧制后的中厚板进行热处理；
步骤六：淬火冷却，对热处理后的中厚板进行淬火冷却。
步骤三中锻造温度为1100～1300℃，锻造时长为1h。
步骤四中轧制为二阶段控制轧制，第一阶段，开轧温度为1130℃，终轧温度为1070℃，经4道次横轧轧制，第二阶段开轧温度为1150℃，终轧温度为1025温度，经2道次纵轧轧制，总压下率为63～85％，得到热轧中厚板钢材。
步骤五中热处理温度为1000℃，时长为1～2H。
淬火冷却方式为，持续用冰水对热处理后的中厚板进行淬火冷却直至室温，冰水为循环冰水。
高锰中厚板的厚度为11mm，-196℃下的超低温冲击吸收功为150J，屈服强度为325MPa，抗拉强度为1000MPa。
实施例四：
一种超低温韧性优异的高锰中厚板及其制备方法，包括Mn，C，Si，V，P，S，Cr，Cu，Ni，Mo，P，AL，Fe和不可避免的杂质，Mn：27.3%，C：0.79%，Si：0.56%，V：1%，P：0.02%，S：0.044%，Cr:4.1%，Cu：1.1%，Ni：2.2%，Mo：0.94%，P：0.1%，AL：5.1%，余量为Fe和不可避免的杂质。
一种提高超低温韧性的高锰中厚板，方法步骤如下：
步骤一：冶炼，采用真空感应炉熔炼；
步骤二：铸造，对熔炼出钢水进行铸造，铸造成铸锭；
步骤三：锻造，对铸造的铸锭进行锻造，得到钢坯，钢坯厚度55mm；
步骤四：轧制，对锻造后的钢坯进行轧制，形成中厚板；
步骤五：热处理，对轧制后的中厚板进行热处理；
步骤六：淬火冷却，对热处理后的中厚板进行淬火冷却。
步骤三中锻造温度为1100～1300℃，锻造时长为1h。
步骤四中轧制为二阶段控制轧制，第一阶段，开轧温度为1130℃，终轧温度为1070℃，经4道次横轧轧制，第二阶段开轧温度为1150℃，终轧温度为1025温度，经2道次纵轧轧制，总压下率为63～85％，得到热轧中厚板钢材。
步骤五中热处理温度为1000℃，时长为1～2H。
淬火冷却方式为，持续用冰水对热处理后的中厚板进行淬火冷却直至室温，冰水为循环冰水。
高锰中厚板的厚度为18mm，-196℃下的超低温冲击吸收功为160J，屈服强度为323MPa，抗拉强度为1020MPa。
实施例五：
一种超低温韧性优异的高锰中厚板及其制备方法，包括Mn，C，Si，V，P，S，Cr，Cu，Ni，Mo，P，AL，Fe和不可避免的杂质，Mn：23%，C：0.4%，Si：0.3%，V：0.5%，P：0.015%，S：0.029%，Cr:3.7%，Cu：0.8%，Ni：1.1%，Mo：0.5%，P：0.05%，AL：2.6%，余量为Fe和不可避免的杂质。
一种提高超低温韧性的高锰中厚板，方法步骤如下：
步骤一：冶炼，采用真空感应炉熔炼；
步骤二：铸造，对熔炼出钢水进行铸造，铸造成铸锭；
步骤三：锻造，对铸造的铸锭进行锻造，得到钢坯，钢坯厚度55mm；
步骤四：轧制，对锻造后的钢坯进行轧制，形成中厚板；
步骤五：热处理，对轧制后的中厚板进行热处理；
步骤六：淬火冷却，对热处理后的中厚板进行淬火冷却。
步骤三中锻造温度为1100～1300℃，锻造时长为1h。
步骤四中轧制为二阶段控制轧制，第一阶段，开轧温度为1130℃，终轧温度为1070℃，经4道次横轧轧制，第二阶段开轧温度为1150℃，终轧温度为1025温度，经2道次纵轧轧制，总压下率为63～85％，得到热轧中厚板钢材。
步骤五中热处理温度为1000℃，时长为1～2H。
淬火冷却方式为，持续用冰水对热处理后的中厚板进行淬火冷却直至室温，冰水为循环冰水。
高锰中厚板的厚度为11mm，-196℃下的超低温冲击吸收功为160J，屈服强度为327MPa，抗拉强度为1038MPa。
实施例六：
一种超低温韧性优异的高锰中厚板及其制备方法，包括Mn，C，Si，V，P，S，Cr，Cu，Ni，Mo，P，AL，Fe和不可避免的杂质，Mn：23%，C：0.4%，Si：0.3%，V：0.5%，P：0.015%，S：0.029%，Cr:3.7%，Cu：0.8%，Ni：1.1%，Mo：0.5%，P：0.05%，AL：2.6%，余量为Fe和不可避免的杂质。
一种提高超低温韧性的高锰中厚板，方法步骤如下：
步骤一：冶炼，采用真空感应炉熔炼；
步骤二：铸造，对熔炼出钢水进行铸造，铸造成铸锭；
步骤三：锻造，对铸造的铸锭进行锻造，得到钢坯，钢坯厚度55mm；
步骤四：轧制，对锻造后的钢坯进行轧制，形成中厚板；
步骤五：热处理，对轧制后的中厚板进行热处理；
步骤六：淬火冷却，对热处理后的中厚板进行淬火冷却。
步骤三中锻造温度为1100～1300℃，锻造时长为1h。
步骤四中轧制为二阶段控制轧制，第一阶段，开轧温度为1130℃，终轧温度为1070℃，经4道次横轧轧制，第二阶段开轧温度为1150℃，终轧温度为1025温度，经2道次纵轧轧制，总压下率为63～85％，得到热轧中厚板钢材。
步骤五中热处理温度为1000℃，时长为1～2H。
淬火冷却方式为，持续用冰水对热处理后的中厚板进行淬火冷却直至室温，冰水为循环冰水。
高锰中厚板的厚度为15mm，-196℃下的超低温冲击吸收功为163.0J，屈服强度为329MPa，抗拉强度为1041MPa。

Claims (1)

1.种提高超低温韧性的高锰中厚板，其特征在于主要是控制钢中的Mn，C，Si，V，P，S，Cr，Cu，Ni，Mo，P，AL，Fe和不可避免的杂质的成分含量：Mn：18.3～27.3%，C：0.1～0.79%，Si：0.02～0.56%，V：0～1%，P：0.006～0.02%，S：0.004～0.044%，Cr:3～4.1%，Cu：0.45～1.1%，Ni：0～2.2%，Mo：0～0.94%，P：0.01～0.1%，AL：0.05-5.1%，余量为Fe和不可避免的杂质；所述高锰中厚板的厚度为11～20mm，-196℃下的超低温冲击吸收功为119.3～163.0J，屈服强度为318～329MPa，抗拉强度为800～1041MPa，屈强比为0.52～0.61，断后延伸率为46.5～62.1％；该中厚板的加工步骤如下：
步骤一：冶炼，采用真空感应炉熔炼；
步骤二：铸造，对熔炼出钢水进行铸造，铸造成铸锭；
步骤三：锻造，对铸造的铸锭进行锻造，得到钢坯，钢坯厚度55mm；
步骤四：轧制，对锻造后的钢坯进行轧制，形成中厚板；
步骤五：热处理，对轧制后的中厚板进行热处理；
步骤六：淬火冷却，对热处理后的中厚板进行淬火冷却；
其中步骤四中轧制为二阶段控制轧制，第一阶段，开轧温度为1130℃，终轧温度为1070℃，经4道次横轧轧制，第二阶段开轧温度为1150℃，终轧温度为1025温度，经2道次纵轧轧制，总压下率为63～85％，得到热轧中厚板钢材；
步骤五中热处理温度为1000℃，时长为1～2H；
步骤六淬火冷却方式为，持续用冰水对热处理后的中厚板进行淬火冷却直至室温。
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