CN117660841A - 一种q550级别工程机械用中厚钢板的生产方法 - Google Patents
一种q550级别工程机械用中厚钢板的生产方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117660841A CN117660841A CN202311677714.1A CN202311677714A CN117660841A CN 117660841 A CN117660841 A CN 117660841A CN 202311677714 A CN202311677714 A CN 202311677714A CN 117660841 A CN117660841 A CN 117660841A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rolling
- steel plate
- cooling
- temperature
- controlled
- 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.)
- Pending
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 65
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 65
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 50
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 31
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 23
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 22
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 claims description 8
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 6
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 6
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 4
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 claims description 3
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 5
- RMLPZKRPSQVRAB-UHFFFAOYSA-N tris(3-methylphenyl) phosphate Chemical compound CC1=CC=CC(OP(=O)(OC=2C=C(C)C=CC=2)OC=2C=C(C)C=CC=2)=C1 RMLPZKRPSQVRAB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910020012 Nb—Ti Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000746 Structural steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001563 bainite Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 3
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 2
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003296 Ni-Mo Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000012938 design process Methods 0.000 description 1
- 230000003009 desulfurizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000013386 optimize process Methods 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 230000033764 rhythmic process Effects 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 1
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
本发明公开了一种Q550级别工程机械用中厚钢板的生产方法，其化学成分组成及质量百分比分别为：C 0.09~0.12%，Si 0.25~0.35%，Mn 1.60~1.70%，P≤0.015%，S≤0.005%，Al 0.020～0.040%，Cr 0.20~0.30%，Nb 0.040~0.050%，Ti 0.015～0.025%，材料的Ceq≤0.47%、Pcm≤0.23%，焊接性能良好，16~40mmQ550MD钢板具有良好的低温冲击韧性，‑20℃冲击≥200J，16~40mmQ550MD钢板具有良好的拉伸性能，屈服强度、抗拉强度和延伸率的富余量充足，屈强比小于0.90。
Description
技术领域
本发明涉及一种Q550级别工程机械用中厚钢板的生产方法。
背景技术
Q550MD钢板是国标中一种具有高强度、高韧性和良好焊接性能的高性能结构用钢，主要用于制造液压支架、起重设备等工程机械，通常采用低碳、微合金化和TMCP工艺生产。
GB/T 1591-2018规定了Q550MD的交货状态、化学成分及性能指标：以热机械轧制状态交货，碳≤0.18%，锰≤2.0%，Ceq≤0.47%，Pcm≤0.25%，厚度16~40mm钢板的屈服强度≥540MPa、抗拉强度670~830MPa、延伸率≥16%，-20℃冲击吸收能量≥47J。
高强度工程机械用钢板的强度、韧性和焊接性能影响机械设备的安全性，在生产过程中通过调整化学成分、加热轧制工艺和ACC冷却参数可以改善钢板的组织性能。因此，需要结合产线的工艺装备条件，合理设计化学成分和轧制工艺，并在生产过程中采取诸多的技术措施，采用较优化的工艺路径和化学成分，在获得力学性能稳定和焊接性能良好的同时，达到降低生产成本、提高生产质量稳定性的目的，这是此类钢板生产工艺方法改进的主要方向。
公开报道的相关文献资料：
冯路路在《宽厚板》2011（2）发表的论文《采用 TMCP工艺开发低成本高强钢Q550》：采用中碳高 Mn的微合金化设计和TMCP工艺，添加适量的Nb+V+Ti、Cr-Mo-Ni-B 成分，生产厚度10~40mmQ550钢板。
段东明在《武钢技术》2011(12)发表的论文《Q550热轧中厚板的控轧控冷（TMCP）工艺优化》：采用中碳高 Mn的微合金化设计和DQ-T工艺，添加适量的Nb-Cr-Mo，生产16~35mm厚Q550钢板。
王丽敏等人发明的专利《一种Q550MD低合金高强钢板及其生产方法》：采用C-Mn-Nb-Ti-B成分和三段式冷却（分别为DQ段、空冷段和ACC段），将钢板冷却到150~250℃，生产20~30mm厚Q550MD钢板。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述高强度工程机械用结构钢板及其生产方法中的问题，提供了一种Q550级别工程机械用中厚钢板的生产方法，特别适用于厚度16~40mmQ550MD中厚板的冶炼成分设计和轧钢生产工艺。该生产工艺采用C-Mn-Cr-Nb-Ti化学成分和TMCP工艺，不添加V、Mo、Ni等贵重合金，不用离线热处理，生产成本低、质量稳定，钢板具有良好的力学性能、低温韧性和焊接性能，满足产品使用要求。
本发明为解决技术问题所采取的技术方案是：一种Q550级别工程机械用中厚钢板的生产方法，
1）材料的成分包括：C 0.09~0.12%，Si 0.25~0.35%，Mn 1.60~1.70%，P≤0.015%，S≤0.005%，Al 0.020～0.040%，Cr 0.20~0.30%，Nb 0.040~0.050%，Ti 0.015～0.025 %，其余为铁和不可避免的杂质，均为质量百分比。材料的Ceq≤0.47% 、Pcm≤0.23%。
2）本发明的生产流程包括：铁水预脱硫→转炉冶炼→LF+RH精炼→连铸→铸坯加热→控制轧制→控制冷却→矫直→堆缓冷→剪切→入库；工艺步骤为：铁水经过KR预处理脱硫，在120t顶底复吹转炉冶炼，经LF-RH精炼后，在250*1800mm断面连铸机浇注为板坯，铸坯下线后堆垛缓冷48小时以上。连铸坯在四段连续式加热炉加热，在炉加热时间系数10~11min/cm，厚度250mm板坯加热时间大于260分钟，一加热段温度1050~1150℃，二加热段温度1240~1280℃，均热段温度1230~1270℃，板坯出炉温度1150~1200℃。轧制过程采用粗轧和精轧两阶段控制轧制。粗轧阶段末三道次压下率大于15%，中间坯厚度为成品厚度的2.4~4.5倍（70,96）mm，粗轧结束温度大于1000℃。中间坯在待温过程中采用水冷加速降温。精轧开轧温度不大于950℃，终轧温度为810~850℃。精轧机前出成品，钢板精轧结束后30s左右开始进入ACC冷却。钢板轧后在ACC控制冷却，ACC开冷温度760~800℃，ACC返红温度520~580℃，钢板冷却速度15~20℃/s。钢板在冷床上空冷至200~300℃后下线堆垛冷却12小时以上。
本发明原理为：
化学成分设计：采用低碳微合金复合强化成分，添加Cr可以改善厚规格钢板的淬透性，添加Nb成分可以充分在控轧控冷过程中细化晶粒并发挥析出强化作用，控制P、S等有害元素可改善钢板的综合性能；Ceq≤0.47%、Pcm≤0.23%可有效改善钢板的焊接性能。
冶炼工艺：LF-RH精炼进行钢水温度控制，精确调控化学成分，充分脱硫、去除夹杂和减少氢致裂纹产生的钢板探伤不合；连铸坯下线堆垛48小时是为了进一步在400℃以上扩氢。
板坯加热工艺：本发明中Nb的固溶温度为1150~1200℃，微合金Nb在钢温的达到这一温度并保持一定时间后才能完全固溶，据此采用较高的加热温度和较长的加热时间，从而发挥Nb在控制轧制和控制冷却过程中的细化晶粒和析出强化的作用。
轧制工艺：粗轧阶段给予10~15%的道次压下量可以使变形充分渗透到板坯心部，使轧件全厚度发生奥氏体再结晶，钢板厚度方向的组织均匀；粗轧结束温度应高于奥氏体再结晶温度，本发明的化学成分对应的奥氏体再结晶温度为1010℃。
中间坯采用水冷加速降温，可防止高温轧件在空冷过程中晶粒过分长大而影响组织性能，还可以缩短待温时间、提高轧制节奏；
ACC冷却工艺：精轧机前出成品，在进入ACC快速冷却前经过25~30秒的空冷以均匀钢板轧态的温度和组织，即使钢板“弛豫”，以改善控制冷却的组织性能；钢板的组织决定性能，为发挥控制冷却效果，应保证钢板开冷温度大于Ar3，并严格控制返红温度与冷却速度以获得钢板厚度方向的贝氏体组织含量，本发明化学成分所对应的Ar3为755℃、贝氏体50%转变温度B50为588℃、贝氏体100%转变温度Bf为516℃，据此设定终轧温度、开冷温度和返红温度。
钢板堆缓冷：钢板在200~300℃堆垛缓冷是为了改善拉伸性能匹配性，并扩氢以提高探伤质量。
按照本发明所提供的成分设计和生产工艺，在新疆八一钢铁股份有限公司所属产线实施，在“120t转炉炼钢产线”完成板坯冶炼，在“4200/3500mm中厚板产线”完成钢板轧制，适应于生产厚度16~40mmQ550MD钢板。钢板的生产方法所采用的工艺，实际成分见表1，控制轧制和控制冷却的工艺参数见表2，钢板的力学性能见表3。钢板的屈服强度、抗拉强度和低温冲击性能符合GB/T1591-2018，-20℃冲击功大于150J，屈强比小于0.88，各项力学性能指标均有充足的富余量。
；
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本方法采用C-Mn-Cr-Nb-Ti化学成分和TMCP工艺，与传统C-Mn-Cr-Nb-V-Ti-Ni-Mo成分相比，合金成本更低，与需要离线热处理的DQ-T、Q-T或TMCP-T生产工艺相比，生产工艺流程更优。钢板的力学性能稳定，焊接性能良好，质量稳定，具有良好的低温冲击韧性和屈强比，适合Q550MD钢板的大批量生产。本发明生产的钢板，屈服强度、抗拉强度和低温冲击等力学性能在符合GB/T1591-2018的基础上有充足的富余量，钢板质量稳定。本发明采用C-Mn-Cr-Nb-Ti成分通过TMCP工艺，降低了合金成本，优化了工艺流程，可以使钢板的力学性能匹配良好，表明通过精确的TMCP工艺控制相变强化可以获得良好的组织性能，为相近钢板TMCP工艺改进提供了数据支撑和参考，明显提高了企业的经济效益和社会效益。适用于国内外高强地结构钢板生产制造。
实施方式
一种Q550级别工程机械用中厚钢板的生产方法，
1）材料的成分包括：C 0.09~0.12%，Si 0.25~0.35%，Mn 1.60~1.70%，P≤0.015%，S≤0.005%，Al 0.020～0.040%，Cr 0.20~0.30%，Nb 0.040~0.050%，Ti 0.015～0.025 %，其余为铁和不可避免的杂质，均为质量百分比。材料的Ceq≤0.47% 、Pcm≤0.23%。
2）本发明的生产流程包括：铁水预脱硫→转炉冶炼→LF+RH精炼→连铸→铸坯加热→控制轧制→控制冷却→矫直→堆缓冷→剪切→入库；工艺步骤为：铁水经过KR预处理脱硫，在120t顶底复吹转炉冶炼，经LF-RH精炼后，在250*1800mm断面连铸机浇注为板坯，铸坯下线后堆垛缓冷48小时以上。连铸坯在四段连续式加热炉加热，在炉加热时间系数10~11min/cm，厚度250mm板坯加热时间大于260分钟，一加热段温度1050~1150℃，二加热段温度1240~1280℃，均热段温度1230~1270℃，板坯出炉温度1150~1200℃。轧制过程采用粗轧和精轧两阶段控制轧制。粗轧阶段末三道次压下率大于15%，中间坯厚度为成品厚度的2.4~4.5倍（70,96）mm，粗轧结束温度大于1000℃。中间坯在待温过程中采用水冷加速降温。精轧开轧温度不大于950℃，终轧温度为810~850℃。精轧机前出成品，钢板精轧结束后30s左右开始进入ACC冷却。钢板轧后在ACC控制冷却，ACC开冷温度760~800℃，ACC返红温度520~580℃，钢板冷却速度15~20℃/s。钢板在冷床上空冷至200~300℃后下线堆垛冷却12小时以上。
Claims (1)
1.一种Q550级别工程机械用中厚钢板的生产方法，其特征在于：其化学成分组成及质量百分比分别为：C 0.09~0.12%，Si 0.25~0.35%，Mn 1.60~1.70%，P≤0.015%，S≤0.005%，Al 0.020～0.040%，Cr 0.20~0.30%，Nb 0.040~0.050%，Ti 0.015～0.025 %，其余为铁和不可避免的杂质；其生产方法，包括铁水预脱硫、转炉冶炼、LF+RH精炼、连铸、铸坯加热、控制轧制、控制冷却、矫直、堆缓冷、精整和入库工序；所述钢板厚度为16~40mm；所述铸坯加热工序，采用1240~1280℃高温加热、1220~1260℃均热和加热时间大于260分钟；所述控制轧制的粗轧工序，采用末三道次压下率大于12%、中间坯厚度为成品厚度的2.4~3.5倍、粗轧结束温度大于1000℃；所述控制轧制的中间坯采用水冷加速降温到950℃以下；所述控制轧制的精轧工序，采用精轧开轧温度不大于950℃、终轧温度820~850℃；所述控制轧制的精轧工序，采用精轧机前出成品，钢板精轧结束后30s左右开始进入ACC冷却；所述控制冷却工序，≥16~40mm规格采用开冷温度760~800℃、返红温度520~580℃、冷却速度15~20℃/s；所述钢板堆缓冷工序，采用钢板200~300℃下线堆垛冷却12小时。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311677714.1A CN117660841A (zh) | 2023-12-08 | 2023-12-08 | 一种q550级别工程机械用中厚钢板的生产方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311677714.1A CN117660841A (zh) | 2023-12-08 | 2023-12-08 | 一种q550级别工程机械用中厚钢板的生产方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117660841A true CN117660841A (zh) | 2024-03-08 |
Family
ID=90071030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311677714.1A Pending CN117660841A (zh) | 2023-12-08 | 2023-12-08 | 一种q550级别工程机械用中厚钢板的生产方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117660841A (zh) |
-
2023
- 2023-12-08 CN CN202311677714.1A patent/CN117660841A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110184525B (zh) | 一种高强度q500gje调质态建筑结构用钢板及其制造方法 | |
| CN112553530B (zh) | 一种低屈强比700MPa高强度桥梁钢及其制造方法 | |
| CN112575257B (zh) | 一种低成本含硼非调质700MPa高强度钢及其制造方法 | |
| CA3194605A1 (en) | Hydrogen-induced cracking-resistant steel plate with thickness of > 200-250 mm for pressure vessel and method for manufacturing same | |
| CN102400043B (zh) | 一种大厚度海洋工程用钢板 | |
| CN113249641B (zh) | 一种100～120mm Q460D特厚高强钢及其制备方法 | |
| CN109652733B (zh) | 一种690MPa级特厚钢板及其制造方法 | |
| CN110735085A (zh) | 一种薄规格Q345qE、Q370qE钢板的制造方法 | |
| CN104372257A (zh) | 利用返红余热提高强韧性的低合金高强中厚板及其制法 | |
| CN103160746A (zh) | 一种高强度厚壁输水管用钢及其制造方法 | |
| CN106399840A (zh) | 低成本低屈强比调质型q690e钢板及生产方法 | |
| CN103147005B (zh) | 一种具有良好低温韧性的tmcp型e36船板及其制造方法 | |
| CN111979499A (zh) | 一种低成本q460c厚规格钢板生产方法 | |
| 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 | |
| CN116590611A (zh) | 一种韧性高强桥梁钢板及其制造方法 | |
| CN115558851A (zh) | 一种370MPa级别工程结构用热轧钢板及其制造方法 | |
| CN113444969B (zh) | 一种美标容器低温服役条件用钢板及其生产方法 | |
| CN115125448A (zh) | 一种冷加工液压活塞杆用非调质钢及制备方法 | |
| CN110952040B (zh) | EH460级150-200mm特厚钢板的生产方法 | |
| CN117660841A (zh) | 一种q550级别工程机械用中厚钢板的生产方法 | |
| CN113846270A (zh) | 特厚超高强度sx690dz35钢板的生产方法 | |
| CN112981238A (zh) | 一种连铸坯生产锻件标准的q460d钢板及其制造方法 | |
| CN113943890B (zh) | 一种低能耗q550d厚规格钢板及其生产方法 | |
| CN115838902B (zh) | 一种tmcp工艺特厚钢板及其生产方法 | |
| CN116121645B (zh) | 一种特厚规格高强度核反应堆安全壳用钢及其制造方法 |
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 |