CN115323273A - 一种保心部性能的正火q345e特厚钢板及其制造方法 - Google Patents

一种保心部性能的正火q345e特厚钢板及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115323273A
CN115323273A CN202210977952.3A CN202210977952A CN115323273A CN 115323273 A CN115323273 A CN 115323273A CN 202210977952 A CN202210977952 A CN 202210977952A CN 115323273 A CN115323273 A CN 115323273A
Authority
CN
China
Prior art keywords
steel plate
temperature
rolling
cooling
percent
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.)
Granted
Application number
CN202210977952.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115323273B (zh
Inventor
袁静
王琨铭
刘小林
操瑞宏
熊文名
朱永宽
董富军
吕继平
刘志芳
杨帆
熊雄
孙祖才
郑景斌
李磊
王学龙
马晓旭
邱香花
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xinyu Iron and Steel Co Ltd
Original Assignee
Xinyu Iron and Steel Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xinyu Iron and Steel Co Ltd filed Critical Xinyu Iron and Steel Co Ltd
Priority to CN202210977952.3A priority Critical patent/CN115323273B/zh
Publication of CN115323273A publication Critical patent/CN115323273A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115323273B publication Critical patent/CN115323273B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/26—Methods of annealing
    • C21D1/28—Normalising
    • 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
    • C21D8/0226—Hot rolling
    • 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
    • C21D8/0247—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
    • C21D8/0263—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment following hot rolling
    • 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
    • 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
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/005—Ferrite
    • 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
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/009—Pearlite
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Abstract

本发明提供了一种保心部性能的正火Q345E特厚钢板及其制造方法，成分：C:0.12‑0.18％、Si：0.28‑0.5％、Mn:1.30‑1.7％、P≤0.010％、S≤0.008％、Alt:0.02‑0.05％、Nb:0.02‑0.03％、V:0.05‑0.07％、Ti:0.007％‑0.02％、Mo:0.15‑0.25％，其余为Fe和残余元素；本发明在粗轧阶段采用了差温轧制、轧后间隔冷却工艺、正火工艺采用阶梯式升温和保温制度，使厚度方向组织更加均匀，提高了钢板心部性能，满足了生产保心部性能特厚Q345E钢板的市场需求。

Description

一种保心部性能的正火Q345E特厚钢板及其制造方法
技术领域
本发明属于合金领域，具体涉及一种保心部性能的正火Q345E特厚钢板及其制造方法。
背景技术
随着我国科学技术和经济的发展，建筑结构、桥梁和工程机械制造趋于大型化、专业化，Q345E特厚板的市场需求不断增加，同时对特厚板心部性能提出了更高要求，Q345E钢板为低合金高强度结构板，广泛应用于我国工程机械、桥梁建筑、设备结构制造等，其中150mm＜厚度≤160mm的Q345E钢板国家标准要求钢板在厚度1/4处取样，其屈服强度≥275MPa,抗拉强度450-600MPa,-40℃纵向冲击功≥27J，钢板组织为铁素体+珠光体组织。但对于一些大型重点工程，客户提出了钢板厚度1/2处取样，其屈服强度≥275MPa,抗拉强度450-600MPa,-40℃纵向冲击功≥27J，钢板组织为铁素体+珠光体组织。
但是，目前特厚Q345E钢板采用420mm连铸坯生产，心部性能无法满足要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种保心部性能的正火Q345E特厚钢板及其制造方法，通过成分设计、轧制、冷却、热处理工序改进，使厚度方向组织更加均匀，满足了生产保心部性能特厚Q345E钢板的市场需求。Q345E特厚钢板的厚度范围是150mm＜厚度≤160mm。
本发明具体技术方案如下：
一种保心部性能的正火Q345E特厚钢板，包括以下质量百分比成分：C:0.12-0.18％、Si：0.28-0.5％、Mn:1.30-1.7％、P≤0.010％、S≤0.008％、Alt:0.02-0.05％、Nb:0.02-0.03％、V:0.05-0.07％、Ti:0.007％-0.02％、Mo:0.15-0.25％，其余为Fe和残余元素。
成分设计思路是在Nb、V、Ti微合金化基础上添加一定含量的Mo元素，Mo元素可以有效抑制(Nb,V,Ti)C析出物的粗化，形成纳米级(Nb，Mo)C、(Ti,Mo)C和(Ti,Nb,Mo)C粒子，钉扎在铁素体晶界，阻碍晶粒长大，进一步在轧制和热处理过程中细化钢板晶粒，同时使析出物均匀分布，提高强度和低温韧性性能。
所述保心部性能的正火Q345E特厚钢板的组织为珠光体+铁素体，厚度1/4处晶粒度为9.5级，厚度1/2处晶粒度为9级。
所述保心部性能的正火Q345E特厚钢板的厚度1/4处和厚度1/2处均满足屈服强度≥350MPa,抗拉强度550-600MPa,延伸率≥29％，-40℃冲击温度下的夏比冲击功均≥140J。
本发明提供的一种保心部性能的正火Q345E特厚钢板的制造方法，包括：加热、轧制、轧后冷却和热处理工序；
所述加热，钢坯预热段加热温度≤900℃，一加段温度≤1150℃，二加段温度1200℃-1250℃，均热段温度1200-1240℃，总加热时间：420mm铸坯≥500分钟。
所述轧制，包括再结晶区差温轧制和未再结晶区两阶段控制轧制工艺；
所述再结晶区差温轧制具体为：
开轧温度≥1050℃，终轧温度＞950℃，第1道次和第2道次运用机前和机后冷却装置对钢板进行表面冷却,冷却水量1800-2000L/min，冷却速度10-12℃/s,使钢板表面冷却后和心部温差达到180-250℃，冷却后第1-4轧制道次每道次压下量28-29mm，终轧温度＞950℃；
所述未再结晶轧制，开轧温度≤880℃，终轧温度800-860℃，累计压下率30％-40％，单道次压下量14-28mm。
现有受轧机轧制力限制，钢板粗轧阶段单道次压下量偏小，不足30mm，压下量偏小，表面和心部的单道次压下率均为6％-8％，远低于13.5％的Q345E钢板动态再结晶临界变形量，不但钢板心部组织缺陷无法通过高温大压下量轧制焊合，而且心部位置无法进行充分动态再结晶使晶粒细化，造成钢板表面和心部组织差异，心部性能无法满足标准要求。本发明在钢板粗轧阶段采用差温轧制工艺，在粗轧第1道和第2道轧制前利用机前中间冷却装置和机后冷却装置对钢坯进行表面冷却，冷却水量1800-2000L/min,冷却速度10-12℃/s,使钢板表面冷却后和心部温差达到180-250℃，冷却后第1-4轧制道次每道次压下量28-29mm，终轧温度＞950℃，由于钢板表面和心部存在温差使得靠近表面的位置变形率小，靠近心部位置变形率大，通过差温轧制使轧制过程中的变形更好地渗透至心部，提高心部变形量，不但能增加心部组织缺陷的焊合几率，而且提高心部形核能力，达到细化心部组织晶粒、提高心部性能的效果。同时，由于添加了适量的Mo元素，一方面提高了钢板再结晶温度，扩大了未再结晶温度区间，在未再结晶区域可以增加压下量，提高道次变形率，另一方面Mo元素与Nb和C结合析出大量的均匀细小的(Nb,Mo)C粒子，钉扎在铁素体晶界，阻碍位错运动，抑制晶粒长大，达到进一步细化钢板晶粒的目的。
所述轧后冷却，采用间隔冷却；
所述间隔冷却具体为：钢板轧制完成后入水温度≥780℃，间隔开启ACC喷嘴第1-3、6-8、11-13、16-18、20-21组共计14组，水量：第1-3、6-8组为240-270m3/h,第11-13、16-18组为180-200m3/h，第20-21组为100-120m3/h，冷却辊速1.2-1.35m/s,冷却后返红温度630-660℃。
如果采用连续冷却，较高的辊速，由于钢板厚度大，连续冷却使钢板表面冷却程度强于心部，钢板厚度方向冷却不均匀造成心部性能偏低。本发明在ACC冷却使用的是间隔冷却工艺，钢板轧制完成后间隔开启ACC喷嘴第1-3、6-8、11-13、16-18、20-21组共计14组，冷却辊速1.2-1.35m/s,冷却后返红温度630-660℃，通过间隔水冷，配合慢辊速使冷却过程中钢板能进行返红，心部和表面能更好的进行热量交换，提高钢板厚度方向组织均匀性。
所述热处理工序，采用阶梯升温正火；
所述阶梯升温正火具体为：热处理炉以100℃/h升温至820±10℃，保温0.2×H分钟，保温完成后以100℃/h升温至840±10℃，保温0.2×H分钟，保温完成后以100℃/h升温至860±10℃，保温0.2×H分钟，保温完成后以100℃/h升温至880±10℃，保温0.8×H分钟，保温完成后出炉空冷，钢板冷却至500℃±10℃用行车吊至冷却台架继续冷却至室温，升温曲线具体见图2。H表示钢板厚度，单位是mm。
现有技术150mm＜厚度≤160mm的Q345E的特厚钢板正火工艺采用线性加热和保温制度，如图1，受到厚度效应影响，为保证钢板厚度方向加热均匀性，必须延长保温时间，保温时间过长易造成组织晶粒粗大，影响组织和性能均匀性。本发明厚度150mm＜厚度≤160mm的Q345E正火工艺采用阶梯式升温和保温制度，在钢板Ac3以下温度进行多次等温，再升温至Ac3以上进行保温，不但保证了钢板表面和心部温度均匀，而且防止了因高温保温时间过长导致的组织晶粒粗大，提高了钢板心部性能。此外，钢板中的Mo元素在钢板保温完成后出炉空冷时与Nb和C结合形成复合碳化物(Nb,Mo)C，与铁素体基体的界面能较低，根据Orowan熟化理论，这将导致沉淀相不易粗化，同时当Mo原子进入NbC晶体时，析出相与铁素体基体的错配度降低，从而降低了碳化物成核的势垒，使(Nb,Mo)C的析出比NbC更容易，微合金钢中的析出相更加分散和细化，抑制了铁素体长大，增加了珠光体形核点，进而使钢板组织均匀细化。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：1)本发明在Nb-V-Ti微合金钢成分基础上添加了适当的Mo元素，有效抑制(Nb,V,Ti)C析出物的粗化，在轧制和热处理过程中细化钢板晶粒，同时使析出物均匀分布，提高强度和低温韧性性能。2)本发明在钢板粗轧阶段前两道次采用差温轧制，利用钢板表面和心部180-250℃温差，心部流动性优于表面，从而提高心部变形量，改善心部质量，促进形核率，细化心部组织晶粒，提高心部性能；3)本发明采用轧后间隔冷却，降低冷却辊速，使钢板冷却过程中适时返红，提高钢板表面和心部热量交换，使厚度方向组织更加均匀。4)本发明采用阶梯式升温和保温制度，使升温阶段钢板表面和心部温度趋于均匀，同时避免了因Ac3以上温度保温时间过长导致的组织晶粒粗大，提高了钢板心部性能。5)本发明通过采用上述工艺,所得钢板不但满足国标要求，而且满足厚度1/2处其屈服强度≥350MPa,抗拉强度550-600MPa,延伸率≥29％，-40℃纵向冲击功≥140J,综合力学性能良好,各项力学性能高标准满足国家标准,钢板厚度可达到150mm＜厚度≤160mm,满足了生产保心部性能特厚Q345E钢板的市场需求。
附图说明
图1为现有技术热处理工艺示意图；
图2为本发明热处理工艺示意图；
图3为实施例1钢板厚度1/4处组织；
图4为实施例1钢板厚度1/2处组织；
图5为实施例2钢板厚度1/4处组织；
图6为实施例2钢板厚度1/2处组织；
图7为实施例3钢板厚度1/4处组织；
图8为实施例3钢板厚度1/2处组织；
图9为对比例1钢板厚度1/4处组织；
图10为对比例1钢板厚度1/2处组织。
图11为对比例2钢板厚度1/4处组织；
图12为对比例2钢板厚度1/2处组织。
具体实施方式
实施例1
一种保心部性能的正火Q345E特厚钢板，具体如下：本实施例保心部性能低合金结构板Q345E厚度160mm,所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.16％、Si:0.33％、Mn:1.40％、P：0.008％、S：0.004％、Alt:0.026％、Nb:0.026％、V:0.055％、Ti:0.014％、Mo:0.18％,其余为Fe和残余元素。
实施例1保心部性能的正火160mm Q345E特厚钢板的制造方法，包括加热、轧制、轧后冷却、热处理工序,具体工艺步骤如下所述：
所述加热：将含有上述冶炼成分的钢坯输送至步进式加热炉内,钢坯采用端面尺寸为420mm,预热段温度700-900℃，一加段温度900-1150℃，二加段温度1220-1250℃,均热温度1200-1240℃,总加热时间520分钟。
所述轧制：第一阶段轧制开轧温度为1055℃,第一道次和第二道次轧制前利用机前和机后冷却装置对钢板进行表面冷却，冷却水量2000L/min，冷却速度12℃/s,冷却时辊速设定为1m/s,通过手持式红外测温枪测量，使钢板表面冷却后和心部温差达到180-250℃，冷却完成后正常轧制，冷却后前四道轧制压下量分别为28mm、29mm、29mm和29mm，终轧温度960℃,第二阶段轧制开轧温度为868℃,终轧温度为826℃，累计压下率为36％，单道次压下量14-28mm。
所述轧后冷却：钢板入水温度798℃，间隔开启ACC喷嘴第1-3、6-8、11-13、16-18、20-21组共计14组，水量：第1-3、6-8组为270m3/h,第11-13、16-18组为200m3/h，第20-21组为120m3/h，冷却辊速1.2m/s,冷却后返红温度635℃。
所述热处理工序：钢板进车底式热处理炉，升温速度100℃/h，温至820℃，保温0.2×H分钟，保温完成后以100℃/h升温至840℃，保温0.2×H分钟，保温完成后以100℃/h升温至860℃，保温0.2×H分钟，保温完成后以100℃/h升温至880℃，保温0.8×H分钟，保温完成后出炉空冷。H表示钢板厚度，单位是mm。
本实施例钢板显微组织见图3、图4,钢板力学性能见表1。
由实施例1的钢板显微组织图可以看出,钢板厚度1/4处和1/2处组织均为铁素体+珠光体,珠光体均匀地分布在多边形铁素体中,为钢板提供了良好的韧性，组织晶粒较细且均匀,晶粒内部或晶界处弥散分布着析出物,确保了钢板强度超过国家标准。
表1实施例1中160mmQ345E钢板力学性能
Figure BDA0003797982810000071
由表1的力学性能测试结果可以看出,160mmQ345E钢板的厚度1/4处和厚度1/2处各项力学性能较好,完全满足对应标准的各项要求,并且具有良好的强韧性匹配。
实施例2
一种保心部性能的正火Q345E特厚钢板，具体如下：本实施例保心部性能低合金结构板Q345E厚度155mm,所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.15％、Si:0.34％、Mn:1.43％、P：0.007％、S：0.005％、Alt:0.028％、Nb:0.025％、V:0.057％、Ti:0.013％、Mo:0.17％,其余为Fe和残余元素。
实施例2保心部性能的正火155mm Q345E特厚钢板的制造方法，包括加热、轧制、轧后冷却、热处理工序,具体工艺步骤如下所述：
所述加热：将含有上述冶炼成分的钢坯输送至步进式加热炉内,钢坯采用端面尺寸为420mm,预热段温度700-900℃，一加段温度900-1145℃，二加段温度1225-1250℃,均热温度1200-1240℃,总加热时间533分钟。
所述轧制：第一阶段轧制开轧温度为1060℃,第一道次和第二道次轧制前利用机前和机后冷却装置对钢板进行表面冷却，冷却水量2000L/min，冷却速度12℃/s,冷却时辊速设定为1m/s,通过手持式红外测温枪测量，使钢板表面冷却后和心部温差达到180-250℃，冷却完成后正常轧制，冷却后前四道轧制压下量分别为29mm、29mm、28mm和29mm，终轧温度956℃,第二阶段轧制开轧温度为871℃,终轧温度为833℃，累计压下率为37％，单道次压下量14-28mm。
所述轧后冷却：钢板入水温度802℃，间隔开启ACC喷嘴第1-3、6-8、11-13、16-18、20-21组共计14组，水量：第1-3、6-8组为270m3/h,第11-13、16-18组为200m3/h，第20-21组为120m3/h，冷却辊速1.2m/s,冷却后返红温度645℃。
所述热处理工序：钢板进车底式热处理炉，升温速度100℃/h，温至820℃，保温0.2×H分钟，保温完成后以100℃/h升温至840℃，保温0.2×H分钟，保温完成后以100℃/h升温至860℃，保温0.2×H分钟，保温完成后以100℃/h升温至880℃，保温0.8×H分钟，保温完成后出炉空冷。H表示钢板厚度，单位是mm。
本实施例钢板显微组织见图5、图6,钢板力学性能见表2。
由实施例2的钢板显微组织图可以看出,钢板厚度1/4处和1/2处组织均为铁素体+珠光体,珠光体均匀地分布在多边形铁素体中,为钢板提供了良好的韧性，组织晶粒较细且均匀,晶粒内部或晶界处弥散分布着析出物,确保了钢板强度超过国家标准。
表2实施例2中155mmQ345E钢板力学性能
Figure BDA0003797982810000091
由表2的力学性能测试结果可以看出,155mmQ345E钢板的厚度1/4处和厚度1/2处各项力学性能较好,完全满足对应标准的各项要求,并且具有良好的强韧性匹配。
实施例3
一种保心部性能的正火Q345E特厚钢板，具体如下：本实施例保心部性能低合金结构板Q345E厚度151mm,所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.17％、Si:0.31％、Mn:1.42％、P：0.008％、S：0.004％、Alt:0.027％、Nb:0.023％、V:0.051％、Ti:0.012％、Mo:0.19％,其余为Fe和残余元素。
实施例3保心部性能的正火151mm Q345E特厚钢板的制造方法，包括加热、轧制、轧后冷却、热处理工序,具体工艺步骤如下所述：
所述加热：将含有上述冶炼成分的钢坯输送至步进式加热炉内,钢坯采用端面尺寸为420mm,预热段温度700-900℃，一加段温度900-1148℃，二加段温度1228-1250℃,均热温度1200-1240℃,总加热时间525分钟。
所述轧制：第一阶段轧制开轧温度为1058℃,第一道次和第二道次轧制前利用机前和机后冷却装置对钢板进行表面冷却，冷却水量1900L/min，冷却速度11℃/s,冷却时辊速设定为1m/s,通过手持式红外测温枪测量，使钢板表面冷却后和心部温差达到180-250℃，冷却完成后正常轧制，冷却后前四道轧制压下量分别为29mm、29mm、28mm和28mm，终轧温度958℃,第二阶段轧制开轧温度为861℃,终轧温度为823℃，累计压下率为37％，单道次压下量14-28mm。
所述轧后冷却：钢板入水温度800℃，间隔开启ACC喷嘴第1-3、6-8、11-13、16-18、20-21组共计14组，水量：第1-3、6-8组为260m3/h,第11-13、16-18组为180m3/h，第20-21组为100m3/h，冷却辊速1.25m/s,冷却后返红温度648℃。
所述热处理工序：钢板进车底式热处理炉，升温速度100℃/h，温至820℃，保温0.2×H分钟，保温完成后以100℃/h升温至840℃，保温0.2×H分钟，保温完成后以100℃/h升温至860℃，保温0.2×H分钟，保温完成后以100℃/h升温至880℃，保温0.8×H分钟，保温完成后出炉空冷。H表示钢板厚度，单位是mm。
本实施例钢板显微组织见图7、图8,钢板力学性能见表3。
由实施例3的钢板显微组织图可以看出,钢板厚度1/4处和1/2处组织均为铁素体+珠光体,珠光体均匀地分布在多边形铁素体中,为钢板提供了良好的韧性，组织晶粒较细且均匀,晶粒内部或晶界处弥散分布着析出物,确保了钢板强度超过国家标准。
表3实施例3中151mmQ345E钢板力学性能
Figure BDA0003797982810000101
由表3的力学性能测试结果可以看出,151mmQ345E钢板的厚度1/4处和厚度1/2处各项力学性能较好,完全满足对应标准的各项要求,并且具有良好的强韧性匹配。
对比例1
一种160mm Q345E特厚钢板，具体如下：Q345E钢板厚度为160mm,所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.16％、Si:0.36％、Mn:1.51％、P：0.009％、S：0.006％、Alt:0.031％、Nb:0.021％、V:0.055％、Ti:0.012％，其余为Fe和残余元素。
对比例1的160mm Q345E特厚钢板的制造方法包括加热、轧制、轧后冷却、热处理工序,具体工艺步骤如下所述：
加热：将含有上述冶炼成分的钢坯输送至步进式加热炉内,钢坯采用端面尺寸为420mm,最高加热温度1250℃,均热温度1200-1250℃,总加热时间520分钟。
轧制：第一阶段轧制开轧温度为1052℃,终轧温度978℃,累计压下率为60％，第二阶段轧制温度为876℃,终轧温度为821℃,累计压下率为30％，轧后进行水冷,入水温度为796℃,返红温度641℃。
热处理：钢板进炉温度20℃，升温速度100℃/h，正火保温温度880℃，保温时间2H分钟，出炉空冷。
本度比例1钢板显微组织见图9、图10，钢板力学性能见表4。
表4对比例1中160mm Q345E钢板力学性能
Figure BDA0003797982810000111
对比例2
一种160mm Q345E特厚钢板，具体如下：Q345E钢板厚度为160mm,所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.14％、Si:0.38％、Mn:1.44％、P：0.007％、S：0.004％、Alt:0.028％、Nb:0.022％、V:0.058％、Ti:0.013％，Mo:0.19％，其余为Fe和残余元素。
对比例2的160mm Q345E特厚钢板的制造方法包括加热、轧制、轧后冷却、热处理工序,具体工艺步骤如下所述：
加热：将含有上述冶炼成分的钢坯输送至已达设定炉温的常化炉内,钢坯采用端面尺寸为420mm,预热段温度700-900℃，一加段温度900-1150℃，二加段温度1221-1250℃,均热温度1200-1240℃,总加热时间515分钟。
轧制：采用差温轧制，第一阶段轧制开轧温度为1065℃,第一道次和第二道次轧制前利用机前和机后冷却装置对钢板进行表面冷却，冷却水量1600L/min，冷却速度9℃/s,冷却时辊速设定为1m/s,通过手持式红外测温枪测量，使钢板表面冷却后和心部温差达到130-160℃，冷却完成后正常轧制，冷却后前四道轧制压下量分别为28mm、29mm、29mm和28mm，终轧温度967℃,第二阶段轧制开轧温度为871℃,终轧温度为833℃，累计压下率为35％，单道次压下量14-28mm。
所述轧后冷却：钢板入水温度812℃，间隔开启ACC喷嘴第1-3、6-8、11-13、16-18、20-21组共计14组，水量：第1-3、6-8组为270m3/h,第11-13、16-18组为200m3/h，第20-21组为120m3/h，冷却辊速1.2m/s,冷却后返红温度645℃。
所述热处理工序：钢板进车底式热处理炉，升温速度100℃/h，温至820℃，保温0.2×H分钟，保温完成后以100℃/h升温至840℃，保温0.2×H分钟，保温完成后以100℃/h升温至860℃，保温0.2×H分钟，保温完成后以100℃/h升温至880℃，保温0.8×H分钟，保温完成后出炉空冷。
本实施例钢板显微组织见图11、图12，钢板力学性能见表5。
表5对比例2中160mm Q345E钢板力学性能
Figure BDA0003797982810000121
Figure BDA0003797982810000131
实施例1、2、3和对比例1、2厚度1/4处和厚度1/2处晶粒度对比例如表3所示。
表3实施例1和对比例晶粒度对比
Figure BDA0003797982810000132
本发明实例强度和冲击性能均高于现有生产工艺，尤其是心部冲击性能比现有生产工艺高129-143J，提升了596-715％，这得益于本发明工艺改进后钢板心部组织晶粒度的细化和均匀化，现有工艺钢板心部组织晶粒度为7-7.5级，本发明生产钢板组织晶粒度为9级。
对比例1为原生产工艺，成分和工艺都不满足本发明要求，产品性能差，厚度1/4处和厚度1/2处性能都不能满足本发明要求。
对比例2仅仅是生产工艺中部分参数不满足本发明要求，导致产品厚度1/2处性能降低，不能满足本发明要求。
本发明在原始成分中添加了Mo元素，有效抑制(Nb,V,Ti)C析出物的粗化，在轧制和热处理过程中细化钢板晶粒，同时使析出物均匀分布。粗轧阶段采用了差温轧制，增加了钢板心部变形量，改善了钢板心部质量，促进了心部形核率，达到细化心部组织晶粒、提高心部性能的效果。采用了轧后间隔冷却工艺，配合慢辊速使钢板水冷过程中能适时返红，心部和表面能更好的进行热量交换，提高钢板厚度方向组织均匀性。正火工艺采用阶梯式升温和保温制度，在钢板Ac3以下温度进行多次等温，使升温阶段钢板厚度方向温度趋于均匀，再升温至Ac3以上进行保温，不但保证了钢板表面和心部温度均匀，而且避免了因Ac3以上温度保温时间过长导致的组织晶粒粗大，提高了钢板心部性能。本发明用于制造160mmQ345E的钢板性能检测方法参考GB3274-2017中的Q345E钢板标准，同时参照该标准加做厚度1/2处性能。

Claims (10)

1.一种保心部性能的正火Q345E特厚钢板，其特征在于，所述保心部性能的正火Q345E特厚钢板包括以下质量百分比成分：
C:0.12-0.18％、Si：0.28-0.5％、Mn:1.30-1.7％、P≤0.010％、S≤0.008％、Alt:0.02-0.05％、Nb:0.02-0.03％、V:0.05-0.07％、Ti:0.007％-0.02％、Mo:0.15-0.25％，其余为Fe和残余元素。
2.根据权利要求1所述的保心部性能的正火Q345E特厚钢板，其特征在于，所述保心部性能的正火Q345E特厚钢板的组织为珠光体+铁素体；厚度1/4处晶粒度为9.5级，厚度1/2处晶粒度为9级。
3.根据权利要求1或2所述的保心部性能的正火Q345E特厚钢板，其特征在于，所述保心部性能的正火Q345E特厚钢板的厚度1/4处和厚度1/2处均满足屈服强度≥350MPa,抗拉强度550-600MPa,延伸率≥29％，-40℃冲击温度下的夏比冲击功均≥140J。
4.一种权利要求1-3任一项所述保心部性能的正火Q345E特厚钢板的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：加热、轧制、轧后冷却和热处理工序。
5.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述加热，钢坯预热段加热温度≤900℃，一加段温度≤1150℃，二加段温度1200℃-1250℃，均热段温度1200-1240℃，总加热时间≥500分钟。
6.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述轧制，包括再结晶区差温轧制和未再结晶区两阶段控制轧制工艺。
7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述再结晶区差温轧制具体为：
开轧温度≥1050℃，终轧温度＞950℃，第1道次和第2道次运用机前和机后冷却装置对钢板进行表面冷却,冷却水量1800-2000L/min，冷却速度10-12℃/s,使钢板表面冷却后和心部温差达到180-250℃，冷却后第1-4轧制道次每道次压下量28-29mm，终轧温度＞950℃。
8.根据权利要求6或7所述的制造方法，其特征在于，所述未再结晶轧制，开轧温度≤880℃，终轧温度800-860℃，累计压下率30％-40％，单道次压下量14-28mm。
9.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述轧后冷却，采用间隔冷却；
所述间隔冷却具体为：钢板轧制完成后入水温度≥780℃，间隔开启ACC喷嘴第1-3、6-8、11-13、16-18、20-21组共计14组，水量：第1-3、6-8组为240-270m3/h,第11-13、16-18组为180-200m3/h，第20-21组为100-120m3/h，冷却辊速1.2-1.35m/s,冷却后返红温度630-660℃。
10.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述热处理工序，采用阶梯升温正火；
所述阶梯升温正火具体为：热处理炉以100℃/h升温至820±10℃，保温0.2×H分钟，保温完成后以100℃/h升温至840±10℃，保温0.2×H分钟，保温完成后以100℃/h升温至860±10℃，保温0.2×H分钟，保温完成后以100℃/h升温至880±10℃，保温0.8×H分钟，保温完成后出炉空冷，钢板冷却至500℃±10℃用行车吊至冷却台架继续冷却至室温，H表示钢板厚度，单位是mm。
CN202210977952.3A 2022-08-15 2022-08-15 一种保心部性能的正火q345e特厚钢板及其制造方法 Active CN115323273B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210977952.3A CN115323273B (zh) 2022-08-15 2022-08-15 一种保心部性能的正火q345e特厚钢板及其制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210977952.3A CN115323273B (zh) 2022-08-15 2022-08-15 一种保心部性能的正火q345e特厚钢板及其制造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115323273A true CN115323273A (zh) 2022-11-11
CN115323273B CN115323273B (zh) 2023-03-28

Family

ID=83922983

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210977952.3A Active CN115323273B (zh) 2022-08-15 2022-08-15 一种保心部性能的正火q345e特厚钢板及其制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115323273B (zh)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004052017A (ja) * 2002-07-17 2004-02-19 Sumitomo Metal Ind Ltd 増厚加工を施して用いる建築用鋼材とその製造方法
CN103695775A (zh) * 2013-12-17 2014-04-02 莱芜钢铁集团有限公司 345MPa级高层建筑结构用钢板及其生产方法
JP2016089188A (ja) * 2014-10-30 2016-05-23 Ｊｆｅスチール株式会社 厚鋼板およびその製造方法
CN106222558A (zh) * 2016-08-25 2016-12-14 山东钢铁股份有限公司 一种低合金钢板和低合金钢板的制备方法
CN107385329A (zh) * 2017-06-30 2017-11-24 江阴兴澄特种钢铁有限公司 一种大厚度q500gje高强度建筑结构用钢板及其制造方法
CN109715842A (zh) * 2016-12-21 2019-05-03 新日铁住金株式会社 H型钢及其制造方法
CN112553519A (zh) * 2020-11-13 2021-03-26 柳州钢铁股份有限公司 低屈强比低成本高性能建筑结构用q420gj中厚钢板的制造方法
CN112981235A (zh) * 2021-01-22 2021-06-18 江阴兴澄特种钢铁有限公司 一种屈服强度420MPa级的调质型建筑结构用钢板及其生产方法
CN113528970A (zh) * 2021-07-20 2021-10-22 马鞍山钢铁股份有限公司 一种低压缩比屈服强度355MPa级厚重热轧H型钢及其生产方法和应用
CN113862557A (zh) * 2021-08-20 2021-12-31 南京钢铁股份有限公司 一种铁素体珠光体型Q345qD桥梁钢特厚板及制造方法
CN114507818A (zh) * 2022-01-26 2022-05-17 日钢营口中板有限公司 一种厚规格正火海洋工程结构钢及其制造方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004052017A (ja) * 2002-07-17 2004-02-19 Sumitomo Metal Ind Ltd 増厚加工を施して用いる建築用鋼材とその製造方法
CN103695775A (zh) * 2013-12-17 2014-04-02 莱芜钢铁集团有限公司 345MPa级高层建筑结构用钢板及其生产方法
JP2016089188A (ja) * 2014-10-30 2016-05-23 Ｊｆｅスチール株式会社 厚鋼板およびその製造方法
CN106222558A (zh) * 2016-08-25 2016-12-14 山东钢铁股份有限公司 一种低合金钢板和低合金钢板的制备方法
CN109715842A (zh) * 2016-12-21 2019-05-03 新日铁住金株式会社 H型钢及其制造方法
CN107385329A (zh) * 2017-06-30 2017-11-24 江阴兴澄特种钢铁有限公司 一种大厚度q500gje高强度建筑结构用钢板及其制造方法
CN112553519A (zh) * 2020-11-13 2021-03-26 柳州钢铁股份有限公司 低屈强比低成本高性能建筑结构用q420gj中厚钢板的制造方法
CN112981235A (zh) * 2021-01-22 2021-06-18 江阴兴澄特种钢铁有限公司 一种屈服强度420MPa级的调质型建筑结构用钢板及其生产方法
CN113528970A (zh) * 2021-07-20 2021-10-22 马鞍山钢铁股份有限公司 一种低压缩比屈服强度355MPa级厚重热轧H型钢及其生产方法和应用
CN113862557A (zh) * 2021-08-20 2021-12-31 南京钢铁股份有限公司 一种铁素体珠光体型Q345qD桥梁钢特厚板及制造方法
CN114507818A (zh) * 2022-01-26 2022-05-17 日钢营口中板有限公司 一种厚规格正火海洋工程结构钢及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN115323273B (zh) 2023-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112981235B (zh) 一种屈服强度420MPa级的调质型建筑结构用钢板及其生产方法
CN109898016A (zh) 500MPa级以上高扩孔热轧酸洗钢板及其制造方法
CN106119713A (zh) 一种低碳特厚低屈强比卷筒用钢s355nl及其制造方法
WO2022214107A1 (zh) 一种高韧性的低合金高强度钢的轧制方法
CN111647806B (zh) 一种含Ti低合金钢轧制工艺
CN109295290A (zh) 一种高品质厚规格钢板的生产方法
CN105779873A (zh) 一种高钛低成本s500mc热轧酸洗板及其生产方法
KR101245699B1 (ko) 인장강도 590ＭＰａ급의 재질편차가 우수한 고강도 열연 ＴＲＩＰ강의 제조방법
CN112877513B (zh) 一种中厚板的在线淬火方法
CN104073744B (zh) 厚度≥18.5mm的高韧性X80管线钢板卷及生产方法
CN110527920B (zh) 一种60～80mm特厚耐磨钢板及其生产方法
CN115572912B (zh) 一种经济型460MPa级别工程结构用钢板冷却均匀性控制方法
CN115323273B (zh) 一种保心部性能的正火q345e特厚钢板及其制造方法
CN114686765B (zh) 一种420MPa级高韧性特厚板及其制造方法
CN103290311A (zh) 一种民用高档防盗门板的制备方法
CN112795755B (zh) 一种柔性生产低合金高强度热轧h型钢的方法
JP3412997B2 (ja) 高張力圧延鋼材及びその製造方法
CN106011647A (zh) 一种460MPa级别特厚板及其生产方法
CN115522135B (zh) 一种多级析出与控轧控冷协同调控超大截面非调质钢强韧性与均匀性的方法
CN116043128B (zh) 一种460e级特厚钢板及其生产方法
CN108034898B (zh) 低压缩比条件生产的160mm厚特厚板及其生产方法
CN115679216B (zh) 一种经济型345MPa级别工程结构用钢板冷却均匀性控制方法
CN114686776A (zh) 一种460MPa级高韧性特厚板及其制造方法
CN116287986A (zh) 一种大厚度稀土nm550钢板及其制造方法
CN115254961A (zh) 一种提高厚规格高强工程机械用钢低温韧性的方法

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant