CN115011887A - 一种低屈强比q500f调质钢板的生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种低屈强比Q500F调质钢板的生产方法，生产的钢板规格为10~50mm，钢的化学组成百分比含量为C=0.06%~0.08%，Si=0.20%~0.40%，Mn=1.50%~1.70%，P≤0.015%，S≤0.003%，Nb=0.035%~0.055%，Ti=0.010%~0.02%，Als=0.020%~0.05%，Cr=0.20%~0.40%，Mo=0.08%~0.20%，Ni=0.10%~0.30%，B≤0.0005%，Pcm≤0.22%，余量为Fe和不可避免的杂质。通过合理的化学成分设计、及优化的热处理工艺，在保证钢板强度的基础上，满足‑60℃低温冲击及屈强比≤0.90的特殊性能要求，满足极寒环境下对Q500级钢板的使用需求。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，涉及一种10～50mm低屈强比Q500F调质钢板的生产方法。
背景技术
随着国际工程机械制造行业的不断进步，高强钢的应用越来越广泛，常规产品逐渐无法满足在特定区域如极寒环境下的使用。极寒地区工程机械用钢板Q500F的技术要求采用合理的成分设计及优化的热处理工艺，在保证钢板强度的基础上，满足-60℃低温冲击以及屈强比≤0.90的特殊性能要求，满足极寒环境下对Q500级钢板的使用需求。
发明内容
本发明旨在提供一种低屈强比Q500F调质钢板的的生产方法，所生产钢板厚度规格10~50mm，宽度1500～3800mm，屈服强度≥500MPa，抗拉强度≥600MPa，延伸率≥20％，-60℃横纵向冲击功值超过200J。
本发明的技术方案：
一种低屈强比Q500F调质钢板的生产方法。钢的生产工艺路线为铁水预处理→转炉冶炼→LF炉外精炼→VD/RH真空处理→连铸→加热→轧制→矫直→淬火→回火→精整。钢的化学组成百分比含量为C=0.06%~0.08%，Si=0.20%~0.40%，Mn=1.50%~1.70%，P≤0.015%，S≤0.003%，Nb=0.035%~0.055%，Ti=0.010%~0.02%，Als=0.020%~0.05%，Cr=0.20%~0.40%，Mo=0.08%~0.20%，Ni=0.10%~0.30%，B≤0.0005%，Pcm≤0.22%，余量为Fe和不可避免的杂质；关键工艺步骤包括：
（1）轧制：板坯加热出炉温度1180～1220℃，均热时间30~50min；粗轧末3道次压下率≥18%；中间坯厚度与成品的厚度比≥2.5，精轧温度860~940℃；轧制结束后利用预矫直机对钢板进行矫直；
（2）热处理：淬火加热温度为890~910℃（AC3+15~30℃），加热时间为板厚mm×（1.7~2.2）min/mm；回火温度480~550℃，回火时间为板厚mm×（2.5~3.5）min/mm；出炉后空冷至室温。
发明原理：本发明钢的化学成分设计依据如下。
1）C：C作为固溶强化方式是提高钢基体强度级别的最有效手段，但≥0.10%的碳含量对塑韧性造成恶劣的影响，并对焊接造成不利影响；根据Q500F技术要求，本发明成分体系控制C含量为0.06%~0.08%。
2）Mn：Mn元素可提高钢的强度、硬度和淬透性，钢中C含量采取低碳成分设计时，一般采取较高的Mn含量以保证淬透性。本发明成分体系控制Mn含量为1.50%～1.70%。
3）Cr：Cr元素典型的提高淬透性元素，同时是碳化物形成元素，在钢中的主要作用是提高强度。对低碳高锰成分体系，为保证两种工艺下获得足够的强度，必须添加一定量的Cr，本发明成分体系控制Cr含量为0.20%～0.40%。
4）Mo：Mo元素显著提高淬透性，同时Mo与Nb复合添加可有效细化NbC析出颗粒，控制淬火加热过程中的奥氏体晶粒尺寸，为获得良好的低温冲击韧性提供保证。本发明成分体系控制Mo元素添加量0.08%~0.20%。
4）Ni：提高淬透性元素，且对铁素体/贝氏体钢，随着强度的不断提高，Ni元素对钢的低温韧性改善明显。本发明成分体系控制Ni元素添加量0.10%~0.30%。
5）B：钢中的有效B含量≥0.0007%时即可明显的影响淬透性，对Q500F的强度及韧性不利，为避免其对淬透性的影响，故设计B含量为B≤0.0005%。
6）Nb：为获得足够的低温韧性，需最大程度的细化基体组织，改善塑韧性。本发明成分体系控制Nb含量0.035~0.055%。
7）P、S：为获得钢板获得良好的低温韧性，必须严格控制P、S等残余元素含量，本发明成分体系控制P≤0.015%，S≤0.003%。
本发明优点：
（1）成分设计采用低碳当量设计，控制Pcm≤0.20%，具备良好的焊接性能。
（2）本发明通过低P、S等残余元素控制，以及特定的热处理工艺，使钢板的力学性能可稳定满足Q500F对低温韧性及屈强比的特殊要求。
附图说明
图1为20mm成品钢板基体金相组织。
图2 为50mm成品钢板基体金相组织。
具体实施方式
下面结合一组实施例进一步说明本发明的内容。
实施例：
钢的生产工艺路线为BOF-LF-VD(RH)-CC-铸坯加热-轧制-热矫-探伤-淬火-回火-精整-性能检验，铸坯厚度规格选择220~300mm，冶炼化学成分见表1；不同实施例轧制、热处理工艺参数见表2。
不同实施例获得的机械性能见表3。根据表3性能结果可知，钢板屈服强度≥520MPa，抗拉强度≥620MPa，-60℃横、纵向冲击≥200J，-80℃横、纵向冲击≥150J，屈强比0.80~0.86，可良好满足极寒环境下对Q500级钢板的使用需求。
表1 实施例化学成分控制（wt%）
表2 实施例轧制、热处理控制
表3 实施例力学性能检测结果
Claims (1)
1.一种低屈强比Q500F调质钢板的生产方法，钢的生产工艺路线为铁水预处理→转炉冶炼→LF炉外精炼→VD/RH真空处理→连铸→加热→轧制→矫直→淬火→回火→精整，其特征在于：钢的化学组成重量百分比含量为C=0.06%~0.08%，Si=0.20%~0.40%，Mn=1.50%~1.70%，P≤0.015%，S≤0.003%，Nb=0.035%~0.055%，Ti=0.010%~0.02%，Als=0.020%~0.05%，Cr=0.20%~0.40%，Mo=0.08%~0.20%，Ni=0.10%~0.30%，B≤0.0005%，Pcm≤0.22%，余量为Fe和不可避免的杂质；关键工艺步骤包括：
（1）轧制：板坯加热出炉温度1180～1220℃，均热时间30~50min；粗轧末3道次压下率≥18%；中间坯厚度与成品的厚度比≥2.5，精轧温度860~940℃；轧制结束后利用预矫直机对钢板进行矫直；
（2）热处理：淬火加热温度为890~910℃（AC3+15~30℃），加热时间为板厚mm×（1.7~2.2）min/mm；回火温度480~550℃，回火时间为板厚mm×（2.5~3.5）min/mm；出炉后空冷至室温。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20220906 |