CN114672725A - 一种tmcp交货q550d工程机械用钢及其制备方法 - Google Patents
一种tmcp交货q550d工程机械用钢及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114672725A CN114672725A CN202210182564.6A CN202210182564A CN114672725A CN 114672725 A CN114672725 A CN 114672725A CN 202210182564 A CN202210182564 A CN 202210182564A CN 114672725 A CN114672725 A CN 114672725A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- steel
- equal
- temperature
- converter
- cooling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
- C21D8/0205—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips of ferrous alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
- C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
- C22C33/06—Making ferrous alloys by melting using master alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/14—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
本发明公开了一种TMCP交货Q550D工程机械用钢,包括:C:0.12‑0.15%,Si:0.10‑0.25%,Mn:1.50‑1.60%,P≤0.015%,S≤0.003%,Al:0.020‑0.040%,Nb:0.030‑0.040%,V:0.040‑0.055%,Ti:0.010‑0.020%,N:80‑100ppm,H≤2.0ppm,O≤30ppm,余量为Fe;CEV:0.39‑0.44;Pcm(%):0.22‑0.25%。本发明实现了V‑N微合金化,避开了VN合金价格昂贵的问题。同时,缓解了薄规格Q550D钢板TMCP状态下板型不佳的问题,实现V‑N强化下Q550D的批量生产。
Description
技术领域
本发明属于金属材料技术领域,具体涉及一种TMCP交货Q550D工程机械用钢及其制备方法,尤其是一种控轧控冷交货(TMCP状态)工艺条件下,V-N微合金化薄规格(厚度规格10-20mm)的高强度、高韧性(-20℃冲击≥80J)、低屈强比工程机械用钢板。
背景技术
近年来,随着研究的深入,发现VN粒子在γ-α 相变期间及相变后析出起强烈强化作用。钒的沉淀相主要是VC或VN,其中氮化物(VN)比碳化物(VC)更稳定更细小,在铁素体中的溶解度也更低,粗化倾向小,质点更稳定。因此,钢中增氮会形成更多的氮化合物(VN),其阻止了晶粒长大,在钢中起细化晶粒的作用,对相同钒含量的钢,VN 析出相具有更强的强化作用。目前,VN已经广泛得到应用,其应用方法主要是在转炉出钢后和LF炉冶炼过程中添加钒氮合金(VN合金),使钢水中含氮量超过100-200ppm。利用VN粒子析出起到沉淀强化和细化晶粒的总作用。当V含量在0.10-0.20%左右,N含量在100-200ppm左右,正火交货下,屈服即可达到460-480MPa,目前,受限于氮化钒高昂的价格,仅仅在正火中厚板上有少量应用。
目前,市面上主流TMCP交货Q550D的成分设计为:低碳成分(碳范围为0.05-0.09%)+Nb/Cr/Mo+B成分,需要低温水冷(水冷温度在450-530℃之间),当厚度为>20-40mm时,由于厚度较厚,板形尚可;当厚度为12-20mm时,由于钢板较薄,板形极差。目前国内Q550D厚度≤20mm的Q550D基本上以调质交货为主。
营钢通过长时间摸索,发现可利用中碳成分(C:0.12-0.15%)+Nb(0.030-0.040%)+V(0.040-0.050%)系成分,在含氮量为80-100ppm时,终冷温度在520-570℃之间即可获得屈服≥550MPa,抗拉≥670-830MPa的Q550D,厚度为12-20mm,执行标准为GB/T1591-2008,价格低廉。
对比文件1,专利“一种Q550D高强钢板及其制备方法”(申请号:CN202110872941.4),利用TMCP生产工艺生产Q550D钢板(厚度未能写明)。在成分设计方面,采用C:0.06-0.18%、Si:0.1-0.6%、Mn:1.0-2.0%、P≤0.03%、S≤0.025%、V:0.09-0.12%、N:0.01-0.013%、Cr:0.1-0.6%,CEV≤0.47、Pcm≤0.22,在转炉加入VN合金,经过LF处理,不经过RH处理。余量为铁和不可避免杂质。在轧制工艺控制方面,钢坯加热温度1170-1200℃,终轧温度800-850℃,冷却出口温度480-550℃,冷却速度控制在10-20℃/s。吨钢成本降低60-100元/吨。
首先氮化钒(VN)合金价格昂贵,其价格高于铌铁。2021年均价19万/吨,合金含量0.1%左右的合金成本420元左右。而目前离线调质Q550D常规10-40mm规格的成分的典型设计为C:0.13-0.20%,Mn:1.45-1.60%,Nb:0.010-0.03Nb,Cr:0.20-0.5%,B:0.0010-0.0020%。Nb+Cr+B的合金成本仅为110元左右,热处理调质成本在300左右。合金+热处理成本不超过420元。另外,中碳成分采用锰系合金为硅锰,价格相对于低碳成分使用的低碳锰铁价格每吨便宜80元左右。对比目前市面上的主流TMCP交货Q550D的成分设计(碳范围为0.05-0.09%+Nb+Cr+B)则更无优势。故,VN合金TMCP交货Q550D无论是对于离线调质还是目前主流TMCP交货Q550D(碳范围0.05-0.09%+Nb+Cr+B)都无优势。不存在批量工业生产的可能。
对比文件2,专利“一种V-N微合金化钢中厚板及其生产工艺”(申请号:201911112098.9),采用C:0 .08-0 .20%,Si:0 .1-0 .6%,Mn:1 .0-2 .0%,P :0 .001-0.020%,S :0 .001-0.010%,Cr:0.10-0.40%,Nb:0.01-0.08%,V:0.01-0.15%,Al:0.01-0.06%,N:0.01-0.02%,余量为Fe和少量部分不可避免的杂质元素成分设计,。在轧制工艺控制方面,钢坯加热温度1190~1220℃,入水温度为750~790℃,终轧温度550~600℃,冷却速度控制在10-20℃/s。均为同一家钢厂申请,但是人员不同,主要为添加了厚度规格,采用VN合金,整体上与专利“一种Q550D高强钢板及其制备方法”(申请号:CN202110872941.4)基本一致,工业生产无推广价值。
对比文件3,专利“一种V-N微合金化Q550级别中厚钢板及其制备方法”(申请号:CN201510403905.8,采用常规的成分设计,采用C:0 .06-0 .12%,Si:0 .10-0 .50%,Mn:1.20-2 .0%,P :0 .001-0 .020%,S :0 .001-0.010%,Cr:0.10-0.40%,Nb:0.01-0.08%,V:0.01-0.15%,Al:0.01-0.06%,N:0.01-0.02%,余量为Fe和少量部分不可避免的杂质元素成分设计。在轧制工艺控制方面,钢坯加热温度1190~1220℃,入水温度为820-845℃,终轧温度545-650℃,冷却速度控制在10-20℃/s。
终冷温度为545-650℃,此专利在文件1和文件2的基础上添加了Nb,进一步升高了成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种TMCP交货Q550D工程机械用钢及其制备方法,以解决现有技术中的问题。具体是一种V-N微合金化薄规格TMCP交货Q550D工程机械用钢,在中碳成分的基础上,采用价格低廉的钒铁合金,使用转炉吹氮+RH炉增氮处理,实现了V-N微合金化。避开了VN合金价格昂贵的问题。另外,缓解了薄规格Q550D钢板TMCP状态下板型不佳的问题,最终实现V-N强化下Q550D的批量生产。
本发明是通过如下技术方案实现的:一种TMCP交货Q550D工程机械用钢,其特征在于:包括如下质量百分比的各组分:C:0.12-0.15%,Si:0.10-0.25%,Mn:1.50-1.60%,P≤0.015%,S≤0.003%,Al:0.020-0.040%,Nb:0.030-0.040%,V:0.040-0.055%,Ti:0.010-0.020%,N:80-100ppm,H≤2.0ppm,O≤30ppm,余量为Fe及不可避免的杂质;CEV(%)范围:0.39-0.44;焊接裂纹敏感性指数Pcm(%)范围:0.22-0.25%。
进一步的:所述TMCP交货Q550D工程机械用钢的厚度12-20mm。
本发明还公开了一种TMCP交货Q550D工程机械用钢的制备方法,包括钢水冶炼过程、精炼过程、板坯连铸过程、板坯加热过程、轧制过程和冷却过程,其特征在于:
钢水冶炼过程:铁水通过脱硫扒渣后进入转炉冶炼,采用顶底复吹转炉冶炼,冶炼过程中,吹炼枪位采取低-高-低模式,吹炼前8分钟转炉底吹采用氮气模式,流量180m3/h,吹炼8分钟至吹炼终点,转炉底吹采用氩气模式,流量240m3/h,底吹氩气模式转换时炉内钢水温度1570℃,转炉冶炼终点C含量控制在0.06-0.12%,出钢温度控制在1610-1650℃,终渣碱度控制在3.0-4.0范围之内;转炉出钢至1/4-1/3时加入铝块、硅铁、低锰、低铬脱氧合金化,加入量分别为1.5-1.9kg/t钢、4.3-4.8kg/t钢、18-19kg/t钢、2.6-4.4kg/t钢;出钢后,采取钢包底吹氩气工艺,对钢水进行搅动,保持钢液面微动状态;转炉炉后含氮量在≥50ppm;
精炼过程:采用“LF+RH”双联工艺进行精炼处理;精炼到站加入化渣剂150-250Kg/炉,石灰800-1000Kg /炉,发泡剂100-150Kg,过程采用电石/铝块脱氧,第一次送电后白渣;RH炉真空时采用氮气作为提升气体,压力为5000Pa,50m3/h处理时间为15分钟,破真空后保证N含量80-100ppm,H≤2.0ppm,O≤30ppm;
板坯连铸过程:浇铸过程中保持恒拉速,拉速范围0.9m-1.0 m/min,平均过热度20-25℃;动态轻压下增加两相区及固相区压下量,压下速率1.10-1.30mm/m,两相区压下量8-10mm,固相区压下量0.5-1.5mm;保证板坯中心偏析C类≤0.5;
板坯加热过程:采用步进梁式加热炉将板坯分段加热至均热温度1180-1220℃;其中,第一加热段温度950-1050℃,第二加热段温度1050-1150℃,第三加热段温度1200-1240℃,第四加热段均热段温度为1180-1220℃,板坯在炉时间为钢坯厚度1.1-1.4倍时间;
轧制过程:采用再结晶区及非再结晶区分段轧制工艺,再结晶区轧制阶段开始温度≥1050℃,结束温度范围为998-1050℃,再结晶区轧制阶段总压下量为65-75%,并保证第一阶段轧制最后2道次的单道次压下率>20%;再结晶区轧制完成后,中间坯待温厚度为60-75mm;非再结晶区轧制阶段开始温度830-870℃,结束温度为800-830℃,且非再结晶区轧制单道次压下率≥14%;
冷却过程:采用“DQ+ACC”水冷模式,入水温度保持在760-790℃;若钢板厚度在12-14mm时,不开启DQ缝隙集管,或钢板厚度>14mm时,开启2组DQ缝隙集管,且进水压力0.4-0.5MPa,水流密度范围2000-3000L/(m2.min);高密快冷集管开启8-12组进行冷却,进水压力0.2-0.3MPa,水流密度范围1000-2000L/(m2.min);辊道速度为0.80-1.4m/min;开始冷却温度740-800℃,终冷温度530-570℃,冷速8-20℃/s。
通过以上工艺流程所生产的TMCP交货Q550D钢板,厚度12-20mm,厚度1/4处力学性能:550MPa≤屈服强度≤610MPa、670MPa≤抗拉强度≤730MPa、16.0%≤断后伸长率≤20%、-20℃纵向冲击功≥80J,探伤结果满足“GB/T 2970Ⅰ级”标准要求。
本发明的优点在于:
(1)使用普通的钒铁+转炉/RH吹氮,实现了V-N微合金强化,摒弃采用昂贵的VN合金进行冶炼的思路,降低了成本,使得V-N微合金化的工业化生产成为可能。
(2)使用V-N微合金化细化晶粒和薄规格钢板的晶粒细化优势,采用了中碳成分设计(0.12-0.15%),使得可以采用较高的终冷温度,既能保证板形又能够保证强度和延伸率。
附图说明
图1为12mm规格钢板厚度1/4位置微观组织(X200);
图2为12mm规格钢板厚度1/4位置微观组织(X500)。
具体实施方式
本发明公开了一种TMCP交货Q550D工程机械用钢,其包括如下质量百分比的各组分:C:0.12-0.15%,Si:0.10-0.25%,Mn:1.50-1.60%,P≤0.015%,S≤0.003%,Al:0.020-0.040%,Nb:0.030-0.040%,V:0.040-0.055%,Ti:0.010-0.020%,N:80-100ppm,H≤2.0ppm,O≤30ppm,余量为Fe及不可避免的杂质;CEV(%)范围:0.39-0.44;焊接裂纹敏感性指数Pcm(%)范围:0.22-0.25%。
本发明还公开了一种TMCP交货Q550D工程机械用钢的制备方法,包括钢水冶炼过程、精炼过程、板坯连铸过程、板坯加热过程、轧制过程和冷却过程,其中:
钢水冶炼过程:铁水通过脱硫扒渣后进入转炉冶炼,采用顶底复吹转炉冶炼,冶炼过程中,吹炼枪位采取低-高-低模式,吹炼前8分钟转炉底吹采用氮气模式,流量180m3/h,吹炼8分钟至吹炼终点,转炉底吹采用氩气模式,流量240m3/h,底吹氩气模式转换时炉内钢水温度1570℃,转炉冶炼终点C含量控制在0.06-0.12%,出钢温度控制在1610-1650℃,终渣碱度控制在3.0-4.0范围之内;转炉出钢至1/4-1/3时加入铝块、硅铁、低锰、低铬脱氧合金化,加入量分别为1.5-1.9kg/t钢、4.3-4.8kg/t钢、18-19kg/t钢、2.6-4.4kg/t钢;出钢后,采取钢包底吹氩气工艺,对钢水进行搅动,保持钢液面微动状态;转炉炉后含氮量在≥50ppm;
精炼过程:采用“LF+RH”双联工艺进行精炼处理;精炼到站加入化渣剂150-250Kg/炉,石灰800-1000Kg /炉,发泡剂100-150Kg,过程采用电石/铝块脱氧,第一次送电后白渣;RH炉真空时采用氮气作为提升气体,压力为5000Pa,50m3/h处理时间为15分钟,破真空后保证N含量80-100ppm,H≤2.0ppm,O≤30ppm;
板坯连铸过程:浇铸过程中保持恒拉速,拉速范围0.9m-1.0 m/min,平均过热度20-25℃;动态轻压下增加两相区及固相区压下量,压下速率1.10-1.30mm/m,两相区压下量8-10mm,固相区压下量0.5-1.5mm;保证板坯中心偏析C类≤0.5;
板坯加热过程:采用步进梁式加热炉将板坯分段加热至均热温度1180-1220℃;其中,第一加热段温度950-1050℃,第二加热段温度1050-1150℃,第三加热段温度1200-1240℃,第四加热段均热段温度为1180-1220℃,板坯在炉时间为钢坯厚度1.1-1.4倍时间;
轧制过程:采用再结晶区及非再结晶区分段轧制工艺,再结晶区轧制阶段开始温度≥1050℃,结束温度范围为998-1050℃,再结晶区轧制阶段总压下量为65-75%,并保证第一阶段轧制最后2道次的单道次压下率>20%;再结晶区轧制完成后,中间坯待温厚度为60-75mm;非再结晶区轧制阶段开始温度830-870℃,结束温度为800-830℃,且非再结晶区轧制单道次压下率≥14%;
冷却过程:采用“DQ+ACC”水冷模式,入水温度保持在760-790℃;若钢板厚度在12-14mm时,不开启DQ缝隙集管,或钢板厚度>14mm时,开启2组DQ缝隙集管,且进水压力0.4-0.5MPa,水流密度范围2000-3000L/(m2.min);高密快冷集管开启8-12组进行冷却,进水压力0.2-0.3MPa,水流密度范围1000-2000L/(m2.min);辊道速度为0.80-1.4m/min;开始冷却温度740-800℃,终冷温度530-570℃,冷速8-20℃/s。
下面通过实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种V-N微合金化薄规格TMCP交货Q550D工程机械用钢,其化学成分为(重量百分比),C:0.13%,Si:0.17%,Mn:1.52%,P:0.014%,S:0.002%,Al:0.024%,Nb:0.033%,Ti:0.015%,V:0.045%,N:83ppm,H:1.8ppm,O:28ppm,余量为Fe及不可避免的杂质;CEV:0.41%,Pcm(%):0.22%。
连铸坯坯型:200mm*1500mm*2446mm;轧制钢板规格:12mm*2600mm*12000mm,2倍定尺。
钢水冶炼过程,转炉吹炼前8分钟转炉底吹采用氮气模式,流量180m3/h,转炉出钢1645℃,转炉炉后含氮量53ppm。LF白渣冶炼结束1642℃,其中,RH炉真空时采用氮气作为提升气体,压力为5000Pa,处理时间为15分钟,破真空后N含量85ppm。
浇铸过程中拉速1.0m/min,过热度22℃。动态轻压下增加两相区及固相区压下量,压下速率1.15mm/m,两相区压下量9mm,固相区压下量1.0mm,板坯中心偏析C类0.5。
板坯加热过程中,第一加热段温度980-1045℃,第二加热段温度1053-1142℃,第三加热段温度1210-1240℃,第四加热段均热段温度为1185-1215℃,板坯在炉时间220min。
钢板轧制过程中,再结晶区轧制阶段开始温度1082℃,结束温度范围为1010℃,中间坯待温厚度为60mm,再结晶区轧制阶段总压下率68.75%;未再结晶区轧制阶段开始温度868℃,结束温度为822℃。轧制过程中道次压下量压下率见表1。
表1 实施例1实际轧制规程
在冷却过程中,入水温度765℃,开启8组ACC高密快冷集管(进水压力0.2-0.3MPa,水流密度范围1000-2000L/(m2.min))进行冷却,辊道速度0.80-1.0m/min;,终冷温度545℃,冷速14℃/s。
实施例1所生产12mm规格力学性能为屈服572MPa,抗拉675Mpa,延伸率17%,屈强比0.85,-20℃冲击值112/132/127J,180°弯曲直径满足3a,探伤满足国标GB/T 2970-Ⅰ级。
对实施例1所制备的钢板进行金相分析,如图1和图2所示,从图中可见,由于为中碳成分(0.12-0.15%),其金相为准多边形铁素体+珠光体组织,晶粒度达到10级别且比较均匀。原因为钢中增氮会形成更多的氮化合物(VN),其阻止了晶粒长大,在钢中起细化晶粒的作用;另外,由于金相主要为准多边形铁素体+珠光体组织,相比于低碳成分的粒状贝氏体,组织相变体积变化小,板形平整度高。
实施例2
一种V-N微合金化薄规格TMCP交货Q550D工程机械用钢,其化学成分为(重量百分比),其化学成分为(重量百分比),C:0.14%,Si:0.18%,Mn:1.54%,P:0.014%,S:0.002%,Al:0.024%,Nb:0.033%,Ti:0.015%,V:0.043%,N:85ppm,H:1.8ppm,O:27ppm,余量为Fe及不可避免的杂质;CEV:0.42%,Pcm(%):0.23%。
连铸坯坯型:250mm*2035mm*2505mm;轧制钢板规格:20mm*2600mm*12000mm,2倍尺。
钢水冶炼过程,转炉吹炼前8分钟转炉底吹采用氮气模式,流量180m3/h,转炉出钢1648℃,转炉炉后含氮量在51ppm,LF白渣冶炼结束1645℃,其中,RH炉真空时采用氮气作为提升气体,压力为5000Pa,处理时间为15分钟,破真空后N含量82ppm。
浇铸过程中拉速1.0m/min,过热度20℃。动态轻压下增加两相区及固相区压下量,压下速率1.15mm/m,两相区压下量10mm,固相区压下量1.0mm,板坯中心偏析C类0.5。
板坯加热过程中,第一加热段温度985-1040℃,第二加热段温度1050-1147℃,第三加热段温度1200-1230℃,第四加热段均热段温度为1190-1220℃,板坯在炉时间270min。
钢板轧制过程中,再结晶区轧制阶段开始温度1070℃,结束温度范围为1002℃,中间坯待温厚度为70mm,再结晶区轧制阶段总压下率71.53%,非再结晶区轧制阶段开始温度843℃,结束温度为815℃。轧制过程中道次压下量压下率见表2。
表2 实施例2实际轧制规程
在冷却过程中,2组DQ缝隙集管进水压力0.49MPa,水流密度范围2600-3000L/(m2.min)),12组ACC高密快冷集管,进水压力0.23MPa,水流密度范围1250-1500L/(m2.min)),辊道速度0.70m/s;开始冷却温度796℃,终冷温度560℃,平均冷速12℃/s。
实施例2所生产20mm规格力学性能为屈服583MPa,抗拉685Mpa,延伸率17%,屈强比0.85,-20℃冲击值125/150/168,180°弯曲直径满足3a,探伤满足国标GB/T 2970-Ⅰ级。金相分析结果与实施例1相同。
综上,本发明具体在中碳成分的基础上,采用价格低廉的钒铁合金,使用转炉吹氮+RH炉增氮处理,实现了V-N微合金化。避开了VN合金价格昂贵的问题。另外,缓解了薄规格Q550D钢板TMCP状态下板型不佳的问题,最终实现V-N强化下Q550D的批量生产。
Claims (3)
1.一种TMCP交货Q550D工程机械用钢,其特征在于:包括如下质量百分比的各组分:C:0.12-0.15%,Si:0.10-0.25%,Mn:1.50-1.60%,P≤0.015%,S≤0.003%,Al:0.020-0.040%,Nb:0.030-0.040%,V:0.040-0.055%,Ti:0.010-0.020%,N:80-100ppm,H≤2.0ppm,O≤30ppm,余量为Fe及不可避免的杂质;CEV(%)范围:0.39-0.44;焊接裂纹敏感性指数Pcm(%)范围:0.22-0.25%。
2.根据权利要求1所述的TMCP交货Q550D工程机械用钢,其特征在于:所述TMCP交货Q550D工程机械用钢的厚度12-20mm。
3.一种TMCP交货Q550D工程机械用钢的制备方法,包括钢水冶炼过程、精炼过程、板坯连铸过程、板坯加热过程、轧制过程和冷却过程,其特征在于:
钢水冶炼过程:铁水通过脱硫扒渣后进入转炉冶炼,采用顶底复吹转炉冶炼,冶炼过程中,吹炼枪位采取低-高-低模式,吹炼前8分钟转炉底吹采用氮气模式,流量180m3/h,吹炼8分钟至吹炼终点,转炉底吹采用氩气模式,流量240m3/h,底吹氩气模式转换时炉内钢水温度1570℃,转炉冶炼终点C含量控制在0.06-0.12%,出钢温度控制在1610-1650℃,终渣碱度控制在3.0-4.0范围之内;转炉出钢至1/4-1/3时加入铝块、硅铁、低锰、低铬脱氧合金化,加入量分别为1.5-1.9kg/t钢、4.3-4.8kg/t钢、18-19kg/t钢、2.6-4.4kg/t钢;出钢后,采取钢包底吹氩气工艺,对钢水进行搅动,保持钢液面微动状态;转炉炉后含氮量在≥50ppm;
精炼过程:采用“LF+RH”双联工艺进行精炼处理;精炼到站加入化渣剂150-250Kg/炉,石灰800-1000Kg /炉,发泡剂100-150Kg,过程采用电石/铝块脱氧,第一次送电后白渣;RH炉真空时采用氮气作为提升气体,压力为5000Pa,50m3/h处理时间为15分钟,破真空后保证N含量80-100ppm,H≤2.0ppm,O≤30ppm;
板坯连铸过程:浇铸过程中保持恒拉速,拉速范围0.9m-1.0 m/min,平均过热度20-25℃;动态轻压下增加两相区及固相区压下量,压下速率1.10-1.30mm/m,两相区压下量8-10mm,固相区压下量0.5-1.5mm;保证板坯中心偏析C类≤0.5;
板坯加热过程:采用步进梁式加热炉将板坯分段加热至均热温度1180-1220℃;其中,第一加热段温度950-1050℃,第二加热段温度1050-1150℃,第三加热段温度1200-1240℃,第四加热段均热段温度为1180-1220℃,板坯在炉时间为钢坯厚度1.1-1.4倍时间;
轧制过程:采用再结晶区及非再结晶区分段轧制工艺,再结晶区轧制阶段开始温度≥1050℃,结束温度范围为998-1050℃,再结晶区轧制阶段总压下量为65-75%,并保证第一阶段轧制最后2道次的单道次压下率>20%;再结晶区轧制完成后,中间坯待温厚度为60-75mm;非再结晶区轧制阶段开始温度830-870℃,结束温度为800-830℃,且非再结晶区轧制单道次压下率≥14%;
冷却过程:采用“DQ+ACC”水冷模式,入水温度保持在760-790℃;若钢板厚度在12-14mm时,不开启DQ缝隙集管,或钢板厚度>14mm时,开启2组DQ缝隙集管,且进水压力0.4-0.5MPa,水流密度范围2000-3000L/(m2.min);高密快冷集管开启8-12组进行冷却,进水压力0.2-0.3MPa,水流密度范围1000-2000L/(m2.min);辊道速度为0.80-1.4m/min;开始冷却温度740-800℃,终冷温度530-570℃,冷速8-20℃/s。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210182564.6A CN114672725A (zh) | 2022-02-27 | 2022-02-27 | 一种tmcp交货q550d工程机械用钢及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210182564.6A CN114672725A (zh) | 2022-02-27 | 2022-02-27 | 一种tmcp交货q550d工程机械用钢及其制备方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114672725A true CN114672725A (zh) | 2022-06-28 |
Family
ID=82073194
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210182564.6A Withdrawn CN114672725A (zh) | 2022-02-27 | 2022-02-27 | 一种tmcp交货q550d工程机械用钢及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114672725A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116043104A (zh) * | 2022-10-28 | 2023-05-02 | 南阳汉冶特钢有限公司 | 一种tmcp工艺生产低成本q550d钢及其生产方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104894474A (zh) * | 2015-07-10 | 2015-09-09 | 东北大学 | 一种v-n微合金化q550级别中厚钢板及其制备方法 |
US20200190614A1 (en) * | 2017-10-26 | 2020-06-18 | SHANDONG AUTOMOBILE SPRING FACTORY ZIBO Co.,Ltd. | Nitrogen-containing microalloyed spring steel and preparation method thereof |
EP3816316A1 (en) * | 2018-06-27 | 2021-05-05 | Baoshan Iron & Steel Co., Ltd. | Ultrahigh-strength hot-rolled steel sheet and steel strip having good fatigue and reaming properties and manufacturing method therefor |
CN112899440A (zh) * | 2021-01-19 | 2021-06-04 | 重庆钢铁股份有限公司 | 一种精确控制含氮钢种氮含量的rh吹氮气合金化工艺 |
CN113025915A (zh) * | 2021-03-04 | 2021-06-25 | 东北大学 | 一种高强韧性钒氮微合金化热轧钢管及其制造方法 |
CN113604737A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-11-05 | 山东钢铁股份有限公司 | 一种q550d高强钢板及其制备方法 |
-
2022
- 2022-02-27 CN CN202210182564.6A patent/CN114672725A/zh not_active Withdrawn
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104894474A (zh) * | 2015-07-10 | 2015-09-09 | 东北大学 | 一种v-n微合金化q550级别中厚钢板及其制备方法 |
US20200190614A1 (en) * | 2017-10-26 | 2020-06-18 | SHANDONG AUTOMOBILE SPRING FACTORY ZIBO Co.,Ltd. | Nitrogen-containing microalloyed spring steel and preparation method thereof |
EP3816316A1 (en) * | 2018-06-27 | 2021-05-05 | Baoshan Iron & Steel Co., Ltd. | Ultrahigh-strength hot-rolled steel sheet and steel strip having good fatigue and reaming properties and manufacturing method therefor |
CN112899440A (zh) * | 2021-01-19 | 2021-06-04 | 重庆钢铁股份有限公司 | 一种精确控制含氮钢种氮含量的rh吹氮气合金化工艺 |
CN113025915A (zh) * | 2021-03-04 | 2021-06-25 | 东北大学 | 一种高强韧性钒氮微合金化热轧钢管及其制造方法 |
CN113604737A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-11-05 | 山东钢铁股份有限公司 | 一种q550d高强钢板及其制备方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116043104A (zh) * | 2022-10-28 | 2023-05-02 | 南阳汉冶特钢有限公司 | 一种tmcp工艺生产低成本q550d钢及其生产方法 |
WO2024088056A1 (zh) * | 2022-10-28 | 2024-05-02 | 南阳汉冶特钢有限公司 | 一种tmcp工艺生产低成本q550d钢及其生产方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102199725B (zh) | 桥梁结构钢及其生产方法 | |
CN109536846B (zh) | 屈服强度700MPa级高韧性热轧钢板及其制造方法 | |
CN109136738B (zh) | 一种高强度耐低温船体结构钢板及其制备方法 | |
CN108467993A (zh) | 一种低温管线用超宽高韧性热轧厚板及其生产方法 | |
CN112981254B (zh) | 一种宽幅高强韧性厚壁x80m管线钢板及其制造方法 | |
CN100443615C (zh) | 一种可焊接高强度非调质油井管及其制造方法 | |
CN109957712A (zh) | 一种低硬度x70m管线钢热轧板卷及其制造方法 | |
CN110735085A (zh) | 一种薄规格Q345qE、Q370qE钢板的制造方法 | |
CN114134408B (zh) | 一种460MPa级桥梁钢板及其制造方法 | |
WO2020259715A1 (zh) | 一种低碳当量厚度超40mm低温高韧性X80钢级管线钢板及其制造方法 | |
CN110684925A (zh) | 一种高强耐磨耐腐蚀热轧钢带及其生产方法 | |
CN112981257A (zh) | 一种经济型厚壁高强韧性x70m热轧钢板及其制造方法 | |
CN108070789A (zh) | 屈服强度不小于480MPa级超细晶特厚钢及制备方法 | |
CN112226673A (zh) | 一种抗拉强度650MPa级热轧钢板及其制造方法 | |
CN114369764A (zh) | 一种屈服强度460MPa级高性能厚重热轧H型钢及其生产方法 | |
CN111926253A (zh) | 一种耐硫化氢腐蚀高强韧性正火钢及其制造方法 | |
CN111378893A (zh) | 一种屈服强度290MPa级纵剖焊管用热轧钢板 | |
CN113862446B (zh) | 一种高加热温度的x70管线钢的生产方法 | |
CN114807750A (zh) | 一种薄规格500MPa级低屈强比高韧性桥梁钢板及其制造方法 | |
CN113549808A (zh) | 一种稀土微合金化q355b低合金高强度结构钢的生产方法 | |
CN114672725A (zh) | 一种tmcp交货q550d工程机械用钢及其制备方法 | |
CN110079734B (zh) | 一种低碳贝氏体钢及其制备方法 | |
CN114457282A (zh) | 一种屈服强度415MPa级纵剖焊管用热轧钢板 | |
CN114480809B (zh) | 500MPa级止裂钢板及其生产方法 | |
CN114737109B (zh) | 厚壁抗hic油气管道用x52直缝焊管用钢及制造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20220628 |
|
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |