CN115404400A - 一种焊接热输入量17KJcm煤矿液压支架用Q960钢板制备方法 - Google Patents

一种焊接热输入量17KJcm煤矿液压支架用Q960钢板制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种焊接热输入量17KJcm煤矿液压支架用Q960钢板制备方法，按照重量百分比，由以下原料制备而成：C：0.12～0.15％，S i：0.12～0.50％，Mn：1.30～1.60％，P≤0.020％，S≤0.010％，Mo：0.20～0.40％，Cr：0.20～0.60％，N i：0.10～0.30％，V：0.04～0.06％，Nb：0.015％～0.060％，A l t：0.010％～0.060％，T i：0.008％～0.035％，B≤0.005％，N≤0.0070％，O≤0.0030％，H≤0.0002％，余量为Fe和不可避免的杂质，本发明适用于钢板生产，本发明通过调控淬透性元素，添加少量Nb、Cr、Mo、N i、V合金元素，通过控制轧制+调质处理工艺，生产出了高强钢板Q960D焊接时热输入量17KJ/cm，保证焊接性和经济性，降低焊接难度，保证焊接质量，节约成本，实现液压支架轻量化。

Description

一种焊接热输入量17KJcm煤矿液压支架用Q960钢板制备方法
技术领域
本发明属于钢铁冶金技术领域，具体是一种焊接热输入量17KJcm煤矿液压 支架用Q960钢板制备方法。
背景技术
目前，煤矿液压支架的制造与使用正在朝着大型化、重型化高端方向发展， 煤矿综采支护向大阻力高强度方向发展，其强度级别由Q690逐步提高到Q890 级别，目前Q960D高强度钢在煤矿液压支架领域尚无应用。
Q960D高强钢，合金加入较多，淬硬性大，焊接难度大。发明专利CN 111375926 A公开了一种用于液压支架超高强钢板Q1150焊接的方法，焊接热输 入≤1.25KJ/cm，焊接热输入量低，不能满足工况生产条件。发明专利 CN109664039 A公开了一种Q890钢板焊接消氢处理与焊前预热调整方法，没有 涉及焊接热输入量，且强度级别为Q890，且没有涉及Q890生产制备方法。发明 专利CN105880834A公开了一种Q890高强钢焊接方法，焊接后热处理温度600℃， 热处理温度较高，且没有涉及焊接热输入量及Q890生产制备方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种焊接热输入量17KJcm煤 矿液压支架用Q960钢板制备方法。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种焊接热输入量17KJcm煤矿液压支架用Q960钢板制备方法，按照重量 百分比，由以下原料制备而成：C：0.12～0.15％，Si：0.12～0.50％，Mn：1.30～ 1.60％，P≤0.020％，S≤0.010％，Mo：0.20～0.40％，Cr：0.20～0.60％，Ni：0.10～ 0.30％，V：0.04～0.06％，Nb：0.015％～0.060％，Alt：0.010％～0.060％，Ti： 0.008％～0.035％，B≤0.005％，N≤0.0070％，O≤0.0030％，H≤0.0002％，余量为 Fe和不可避免的杂质。
在一种可能的实现方式中，一种焊接热输入量17KJcm煤矿液压支架用Q960 钢板制备方法，按照重量百分比，由以下原料制备而成：C：0.13～0.14％，Si：0.2～0.4％，Mn：1.40～1.50％，P≤0.015％，S≤0.008％，Mo：0.20～0.30％，Cr： 0.30～0.50％，Ni：0.20～0.30％，V：0.05～0.06％，Nb：0.020％～0.050％，Alt： 0.020％～0.050％，Ti：0.010％～0.030％，B≤0.004％，N≤0.0060％，O≤0.0020％， H≤0.0001％，余量为Fe和不可避免的杂质。
在一种可能的实现方式中，一种焊接热输入量17KJcm煤矿液压支架用Q960 钢板制备方法，按照重量百分比，由以下原料制备而成：C：0.145％，Si：0.25％， Mn：1.35％，P：0.012％，S：0.002％，Mo：0.038％，Cr：0.43％，Ni：0.22％，V： 0.052％，Nb：0.019％，Alt：0.038％，Ti：0.017％，B：0.0016％，N：0.0047％， O：0.0010％，H：0.0001％，余量为Fe和不可避免的杂质。
一种焊接热输入量17KJcm煤矿液压支架用Q960钢板制备方法，具体步骤 如下：
S1、取料：
按照质量百分数进行取料；
S2、加热：
将板坯加入加热炉中进行加热；
S3、轧制
将板坯加热后进行奥氏体完全再结晶区进行轧制，轧制中间坯；
S4、冷却
对中间坯进行空冷，得到钢板。
在一种可能的实现方式中，所述步骤S2的加热中，再加热温度为1200～ 1240℃。
在一种可能的实现方式中，所述步骤S3的轧制中，再结晶区轧制温度区间 为980～1150℃，再结晶区轧制总压下率≥30％。
在一种可能的实现方式中，所述步骤S3的轧制中，未再结晶区轧制温度区 间：精轧开轧温度为870～930℃，未再结晶区轧制总压下率≥60％，终轧温度区 间：760～850℃。
在一种可能的实现方式中，还包括调质处理工艺，所述调质处理工艺包括 淬火工艺和回火工艺，其中：
所述淬火工艺中淬火加热温度为920±5℃，淬火时间为50～60h；
所述回火工艺中回火温度为400～500℃，回火时间为100～110h。
本发明通过调控淬透性元素，添加少量Nb、Cr、Mo、Ni、V合金元素，通 过控制轧制+调质处理工艺，生产出了高强钢板Q960D焊接时热输入量17KJ/cm， 保证焊接性和经济性，降低焊接难度，保证焊接质量，节约成本，实现液压支 架轻量化。
具体实施方式
以下进一步说明本发明一种焊接热输入量17KJcm煤矿液压支架用Q960钢 板制备方法的具体实施方式。本发明一种焊接热输入量17KJcm煤矿液压支架用 Q960钢板制备方法不限于以下实施例的描述。
实施例1：
本实施例给出一种焊接热输入量17KJcm煤矿液压支架用Q960钢板制备方 法，按照重量百分比，由以下原料制备而成：C：0.135％，Si：0.23，Mn：1.30％， P：0.010％，S：0.001％，Mo：0.037％，Cr：0.40％，Ni：0.37％，V：0.20％，Nb： 0.048％，Alt：0.033％，Ti：0.015％，B：0.0018％，N：0.0054％，O：0.0010％， H：0.0001％，余量为Fe和不可避免的杂质。
一种焊接热输入量17KJcm煤矿液压支架用Q960钢板制备方法，具体步骤 如下：
S1、取料：
按照质量百分数进行取料；
S2、加热：
将板坯加入加热炉中进行加热，再加热温度为1245℃；
S3、轧制
将板坯加热后进行奥氏体完全再结晶区进行轧制，轧制中间坯，其中再结 晶区开轧温度为1070℃，再结晶区终轧温度为1045℃，再结晶区轧制总压下率 为37％，未再结晶区开轧温度为880℃，未再结晶区终轧温度为803℃，未再结 晶区轧制总压下率68％；
S4、冷却
对中间坯进行空冷，得到钢板。
对钢板进行调质处理工艺，调质处理工艺包括淬火工艺和回火工艺，其中：
淬火工艺中淬火加热温度为918℃，淬火时间为60h；
回火工艺中回火温度为420℃，回火时间为105h。
实施例2：
本实施例给出一种焊接热输入量17KJcm煤矿液压支架用Q960钢板制备方 法，按照重量百分比，由以下原料制备而成：C：0.145％，Si：0.25％，Mn：1.35％， P：0.012％，S：0.002％，Mo：0.038％，Cr：0.43％，Ni：0.22％，V：0.052％，Nb： 0.019％，Alt：0.038％，Ti：0.017％，B：0.0016％，N：0.0047％，O：0.0010％， H：0.0001％，余量为Fe和不可避免的杂质。
一种焊接热输入量17KJcm煤矿液压支架用Q960钢板制备方法，具体步骤 如下：
S1、取料：
按照质量百分数进行取料；
S2、加热：
将板坯加入加热炉中进行加热，再加热温度为1249℃；
S3、轧制
将板坯加热后进行奥氏体完全再结晶区进行轧制，轧制中间坯，再结晶区 开轧温度为1083℃，再结晶区终轧温度为1048℃，再结晶区轧制总压下率为33％， 未再结晶区开轧温度为877℃，未再结晶区终轧温度为806℃，未再结晶区轧制 总压下率70％；
S4、冷却
对中间坯进行空冷，得到钢板。
对钢板进行调质处理工艺，调质处理工艺包括淬火工艺和回火工艺，其中：
淬火工艺中淬火加热温度为920℃，淬火时间为57h；
回火工艺中回火温度为450℃，回火时间为105h。
表1为实施例1-2中制备的钢板性能测试结果。
Figure BDA0003610175990000041
Figure BDA0003610175990000051
表1
同时对实施例1和实施例2中的两批次钢板进行焊接接头取样，钢板接头 抗拉强度满足标准；侧弯、正反弯均能120°不裂、180°不断。
由实施例1和实施例2中的实验数据可以看出，本发明通过调控淬透性元 素，添加少量Nb、Cr、Mo、Ni、V合金元素，通过控制轧制+调质处理工艺，生 产出了高强钢板Q960D焊接时热输入量17KJ/cm，保证焊接性和经济性，降低 焊接难度，保证焊接质量，节约成本，实现液压支架轻量化。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不 能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通 技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替 换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种焊接热输入量17KJcm煤矿液压支架用Q960钢板，其特征在于：按照重量百分比，由以下原料制备而成：C：0.12～0.15％，Si：0.12～0.50％，Mn：1.30～1.60％，P≤0.020％，S≤0.010％，Mo：0.20～0.40％，Cr：0.20～0.60％，Ni：0.10～0.30％，V：0.04～0.06％，Nb：0.015％～0.060％，Alt：0.010％～0.060％，Ti：0.008％～0.035％，B≤0.005％，N≤0.0070％，O≤0.0030％，H≤0.0002％，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的一种焊接热输入量17KJcm煤矿液压支架用Q960钢板，其特征在于：按照重量百分比，由以下原料制备而成：C：0.13～0.14％，Si：0.2～0.4％，Mn：1.40～1.50％，P≤0.015％，S≤0.008％，Mo：0.20～0.30％，Cr：0.30～0.50％，Ni：0.20～0.30％，V：0.05～0.06％，Nb：0.020％～0.050％，Alt：0.020％～0.050％，Ti：0.010％～0.030％，B≤0.004％，N≤0.0060％，O≤0.0020％，H≤0.0001％，余量为Fe和不可避免的杂质。
3.如权利要求1所述的一种焊接热输入量17KJcm煤矿液压支架用Q960钢板，其特征在于：按照重量百分比，由以下原料制备而成：C：0.145％，Si：0.25％，Mn：1.35％，P：0.012％，S：0.002％，Mo：0.038％，Cr：0.43％，Ni：0.22％，V：0.052％，Nb：0.019％，Alt：0.038％，Ti：0.017％，B：0.0016％，N：0.0047％，O：0.0010％，H：0.0001％，余量为Fe和不可避免的杂质。
4.如权利要求1～3任一所述的一种焊接热输入量17KJcm煤矿液压支架用Q960钢板制备方法，其特征在于：具体步骤如下：
S1、取料：
按照质量百分数进行取料；
S2、加热：
将板坯加入加热炉中进行加热；
S3、轧制
将板坯加热后进行奥氏体完全再结晶区进行轧制，轧制中间坯；
S4、冷却
对中间坯进行空冷，得到钢板。
5.如权利要求4所述的一种焊接热输入量17KJcm煤矿液压支架用Q960钢板制备方法，其特征在于：所述步骤S2的加热中，再加热温度为1200～1240℃。
6.如权利要求4所述的一种焊接热输入量17KJcm煤矿液压支架用Q960钢板制备方法，其特征在于：所述步骤S3的轧制中，再结晶区轧制温度区间为980～1150℃，再结晶区轧制总压下率≥30％。
7.如权利要求1所述的一种焊接热输入量17KJcm煤矿液压支架用Q960钢板制备方法，其特征在于：所述步骤S3的轧制中，未再结晶区轧制温度区间：精轧开轧温度为870～930℃，未再结晶区轧制总压下率≥60％，终轧温度区间：760～850℃。
8.如权利要求1所述的一种焊接热输入量17KJcm煤矿液压支架用Q960钢板制备方法，其特征在于：还包括调质处理工艺，所述调质处理工艺包括淬火工艺和回火工艺，其中：
所述淬火工艺中淬火加热温度为920±5℃，淬火时间为50～60h；
所述回火工艺中回火温度为400～500℃，回火时间为100～110h。
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