DE112021001697T5 - Economical, low yield point ratio, high strength steel and method of making same - Google Patents

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Abstract

Offenbart wird ein wirtschaftlicher Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit, der die folgenden chemischen Elemente in Massenprozent enthält: 0,045 bis 0,080 % C, 0,10 bis 0,30 % Si, 1,60 bis 1,85 % Mn, 0,15 bis 0,30 % Cr, 0,06 bis 0,24 % Mo, 0,040 bis 0.075% Nb, 0,005 bis 0,020% Ti, 0,01 bis 0,05% Al, 0,001 bis 0,004% Ca und 0,001 bis 0,005% N. Darüber hinaus wird auch ein Herstellungsverfahren für einen wirtschaftlichen Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit offenbart, das die Schritte umfasst: (1) Schmelzen und Stranggießen; (2) Wiedererwärmen; (3) Walzen und (4) Kühlen: unter Verwendung eines zweistufigen DQ+ACC-Kühlverfahrens, wobei die anfängliche Kühltemperatur 700 bis 750°C beträgt, die Kühlrate in der DQ-Stufe 30 bis 40°C/s beträgt, die Stoppkühltemperatur in der DQ-Stufe 550°C bis 620°C beträgt, die Kühlrate in der ACC-Stufe 10 bis 25°C/s beträgt und die Stoppkühltemperatur in der ACC-Stufe 430 bis 530°C beträgt. Der wirtschaftliche Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit der vorliegenden Erfindung verwendet eine angemessene chemische Zusammensetzung und Verfahrensgestaltung und weist nicht nur eine ausgezeichnete Wirtschaftlichkeit auf, sondern auch die Eigenschaften von hoher Festigkeit und Zähigkeit und niedrigem Streckgrenzenverhältnis.Disclosed is an economical, low yield ratio, high strength steel containing the following chemical elements by mass percent: 0.045 to 0.080% C, 0.10 to 0.30% Si, 1.60 to 1.85% Mn, 0.15 to 0.30% Cr, 0.06 to 0.24% Mo, 0.040 to 0.075% Nb, 0.005 to 0.020% Ti, 0.01 to 0.05% Al, 0.001 to 0.004% Ca and 0.001 to 0.005% N In addition, there is also disclosed a manufacturing method for an economical, low yield point ratio and high strength steel, comprising the steps of: (1) melting and continuous casting; (2) reheating; (3) rolling and (4) cooling: using a two-stage DQ+ACC cooling method, the initial cooling temperature is 700 to 750°C, the cooling rate in the DQ stage is 30 to 40°C/s, the stop cooling temperature in the DQ stage is 550°C to 620°C, the cooling rate in the ACC stage is 10 to 25°C/s, and the stop cooling temperature in the ACC stage is 430 to 530°C. The economical low yield point ratio and high strength steel of the present invention uses appropriate chemical composition and process design, and has not only excellent economy but also the characteristics of high strength and toughness and low yield point ratio.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Erfindung betrifft ein metallisches Material und ein Verfahren zur Herstellung desselben, insbesondere eine Stahlsorte und ein Verfahren zu deren Herstellung.The present invention relates to a metallic material and a method for producing the same, in particular a steel grade and a method for producing the same.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Als eine der wichtigsten sauberen Energieformen nimmt der Anteil von Erdgas an der Energieverbrauchsstruktur von Jahr zu Jahr zu. In den letzten Jahren wurde eine große Anzahl von Erdgasleitungen in der ganzen Welt verlegt, was auch den kontinuierlichen Fortschritt der Technologie von Pipeline-Stahlprodukten vorangetrieben hat. Gegenwärtig wird der hochfeste X80-Pipelinestahl in der West-Ost-Gasleitung Chinas und in der Ostrouten-Pipeline zwischen China und Russland eingesetzt. Mit der Weiterentwicklung der Technologie, zur Verbesserung der plastischen Verformungsgrenze und der Betriebssicherheit einer Pipeline haben die Konstrukteure von Pipelines die Anforderungen an die Leistungsindikatoren von Pipelinestahl jedoch kontinuierlich erhöht. Die Forderung nach einem niedrigen Streckgrenzenverhältnis hat sich zu einem technischen Entwicklungstrend entwickelt. Der allgemeine Industriestandard API Spec 5L schreibt als Obergrenze für das Streckgrenzenverhältnis eines X80-Pipelinerohrs einen Wert von 0,93 vor. Jetzt verlangen einige Pipelinekonstruktionen ein Streckgrenzenverhältnis von 0,90 oder weniger, was ein Neudesign von X80-Pipelinestahl erfordert, um die Anforderungen an das Streckgrenzenverhältnis eines Stahlrohrs nach der Rohrproduktion zu erfüllen.As one of the most important forms of clean energy, the share of natural gas in the energy consumption structure is increasing year by year. In recent years, a large number of natural gas pipelines have been laid around the world, which has also fueled the continuous advancement of pipeline steel product technology. At present, the X80 high-strength pipeline steel is used in the China West-East Gas Pipeline and the China-Russia East Route Pipeline. However, with the advancement of technology, to improve the plastic deformation limit and the operational safety of a pipeline, pipeline designers have continuously increased the requirements for the performance indicators of pipeline steel. The requirement for a low yield point ratio has become a trend in engineering development. The general industry standard API Spec 5L specifies a value of 0.93 as the upper limit for the yield strength ratio of X80 pipeline pipe. Now, some pipeline designs call for a yield strength ratio of 0.90 or less, requiring a redesign of X80 pipeline steel to meet the yield strength ratio requirements of a steel pipe after pipe production.

Um die Anforderungen an Festigkeit und Zähigkeit zu erfüllen, werden bei herkömmlichem X80-Pipelinestahl in der Regel verschiedene Legierungen aus Cu, Ni, Cr, Mo, Nb und V verwendet, um die Leistungsfähigkeit zu gewährleisten. Die Kosten für die Legierung sind relativ hoch, während die Menge an Stahl, die in einem Fernleitungsprojekt verwendet wird, in der Regel groß ist, wodurch die Entwicklung eines wirtschaftlichen X80-Pipelinestahls mit ausgezeichneter Leistung enorme wirtschaftliche Vorteile bringen wird und die Wettbewerbsfähigkeit auf dem Markt verbessert.In order to meet the strength and toughness requirements, conventional X80 pipeline steel usually uses various alloys of Cu, Ni, Cr, Mo, Nb and V to ensure performance. The cost of the alloy is relatively high, while the amount of steel used in a pipeline project is usually large, so the development of an economical X80 pipeline steel with excellent performance will bring huge economic benefits and market competitiveness improved.

Das chinesische Patentdokument CN102676937A , das am 19. September 2012 veröffentlicht wurde und den Titel „Verfahren zur Herstellung eines kostengünstigen und hochfesten X80-Stahlblechs für eine Pipeline“ trägt, offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines kostengünstigen und hochfesten X80-Stahlblechs für eine Pipeline, wobei das Herstellungsverfahren eine hohe Festigkeit durch niedrige Endabkühlungstemperaturen (400°C oder weniger) erreicht, das Stahlblech kein Element Mo in der chemischen Zusammensetzung enthält und obwohl niedrige Kosten erreicht werden, ist es schwierig, der Erweichung einer wärmebeeinflussten Zone zu widerstehen, die durch das Schweißen von hochfestem Pipelinestahl durch Mischkristallverfestigung verursacht wird, was die technischen Anwendungen beeinträchtigt.The Chinese Patent Document CN102676937A , which was published on September 19, 2012 and is entitled "Method of Manufacturing Low-Cost and High-Strength X80 Steel Sheet for Pipeline", discloses a method of manufacturing low-cost and high-strength X80 steel sheet for pipeline, the manufacturing method having a high Strength is achieved by low final cooling temperatures (400°C or less), the steel sheet does not contain any element Mo in the chemical composition, and although low cost is achieved, it is difficult to resist softening of a heat-affected zone caused by welding high-strength pipeline steel through Solid solution strengthening is caused, which affects the technical applications.

Das chinesische Patentdokument CN101768703A , das am 7. Juli 2010 veröffentlicht wurde und den Titel „X80-Pipelinestahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und Herstellungsverfahren dafür“ trägt, offenbart einen X80-Pipelinestahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und ein Herstellungsverfahren dafür, dessen Streckgrenzenverhältnis im Bereich von 0,748-0,845 liegt, wobei in Bezug auf das chemische Zusammensetzungsdesign der Gehalt an teuren Legierungselementen Cu, Ni, V und Nb im Stahl relativ hoch ist, und es wird eine relativ hohe Brammenerwärmungstemperatur (1180-1220°C) eingesetzt, um einen Mischkristall der Legierung zu gewährleisten, so dass die Produktionskosten relativ hoch sind.The Chinese Patent Document CN101768703A , which was published on July 7, 2010 and is entitled "X80 low yield point ratio pipeline steel and manufacturing method therefor", discloses an X80 low yield point ratio pipeline steel and a manufacturing method thereof, the yield point ratio of which is in the range of 0.748-0.845, wherein in In terms of chemical composition design, the content of expensive alloying elements Cu, Ni, V and Nb in steel is relatively high, and relatively high slab heating temperature (1180-1220°C) is adopted to ensure solid solution of the alloy, so that the Production costs are relatively high.

Das chinesische Patentdokument CN101962733A , das am 2. Februar 2011 veröffentlicht wurde und den Titel „X80-Pipelinestahl mit niedrigen Kosten, hoher Festigkeit und Zähigkeit und großem Verformungswiderstand und Herstellungsverfahren dafür“ trägt, offenbart einen X80-Pipelinestahl mit niedrigen Kosten, hoher Festigkeit und Zähigkeit und großem Verformungswiderstand und ein Herstellungsverfahren dafür, wobei ein zweistufiges kontrolliertes Abkühlungsverfahren mit Luftkühlung nach dem Walzen und Wasserkühlung angewandt wird und dann eine zweiphasige Ferrit+Bainit-Struktur erhalten wird, und das Streckgrenzenverhältnis des Pipelinestahls weniger als 0,80 beträgt. Aufgrund des hohen Ferritgehalts liegt die Streckgrenze des Pipelinestahls jedoch nur im Bereich von 530-600 MPa, was nicht der Streckgrenzenanforderung von X80 (≥555MPa) entspricht. Gleichzeitig ist der Gehalt an teuren Legierungselementen Cu und Ni in den Ausführungsformen dieses Patents 0,15% oder mehr, der Gehalt ist hoch und die Produktionskosten sind relativ hoch.The Chinese Patent Document CN101962733A , which was published on February 2, 2011 and is entitled "Low-cost, high-strength and toughness, and large-deformation-resistance X80 pipeline steel and manufacturing method therefor", discloses a low-cost, high-strength, high-toughness, and large-deformation-resistance X80 pipeline steel a manufacturing method thereof, wherein a two-stage controlled cooling method of air cooling after rolling and water cooling is used and then a ferrite+bainite two-phase structure is obtained, and the yield strength ratio of the pipeline steel is less than 0.80. However, due to the high ferrite content, the yield strength of the pipeline steel is only in the range of 530-600MPa, which does not meet the yield strength requirement of X80 (≥555MPa). At the same time, the content of expensive alloy elements Cu and Ni in the embodiments of this patent is 0.15% or more, the content is high, and the production cost is relatively high.

KURZDARSTELLUNGEXECUTIVE SUMMARY

Eine der Aufgaben der vorliegenden Erfindung ist es, einen wirtschaftlichen Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit bereitzustellen und wobei der wirtschaftliche Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit ein Zusammensetzungsdesign von Mn, Cr, Mo und Nb-Legierungen annimmt, keine Elemente von Cu, Ni und V enthält und eine gute Wirtschaftlichkeit aufweist, wodurch die Legierungskosten effektiv gesteuert werden.One of the objects of the present invention is to provide an economical low yield point ratio and high strength steel, and the economical low yield point ratio and high strength steel adopts a composition design of Mn, Cr, Mo and Nb alloys, no elements of Cu, Ni and V and has good economics, effectively controlling the alloy cost.

Um die vorstehend genannte Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung einen wirtschaftlichen Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit bereit, der die folgenden chemischen Elemente in Massenprozent enthält:

  • 0,045-0,080% C, 0,10-0,30% Si, 1,60-1,85% Mn, 0,15-0,30% Cr, 0,06-0,24% Mo, 0,040-0,075% Nb, 0,005-0,020% Ti, 0,01-0,05% Al, 0,001-0,004% Ca und 0,001-0,005% N.
In order to achieve the above object, the present invention provides an economical, low yield point ratio and high strength steel containing the following chemical elements by mass percentage:
  • 0.045-0.080%C, 0.10-0.30%Si, 1.60-1.85%Mn, 0.15-0.30%Cr, 0.06-0.24%Mo, 0.040-0.075% Nb, 0.005-0.020% Ti, 0.01-0.05% Al, 0.001-0.004% Ca and 0.001-0.005% N.

Weiterhin enthält der wirtschaftliche Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung die folgenden chemischen Elemente in Massenprozent:

  • 0,045-0,080% C, 0,10-0,30% Si, 1,60-1,85% Mn, 0,15-0,30% Cr, 0,06-0,24% Mo, 0,040-0,075% Nb, 0,005-0,020% Ti, 0,01-0,05% Al, 0,001-0,004% Ca, 0,001-0,005% N und der Rest Fe und andere unvermeidbare Verunreinigungen.
Furthermore, the economical low yield ratio, high strength steel according to the present invention contains the following chemical elements in mass percentage:
  • 0.045-0.080%C, 0.10-0.30%Si, 1.60-1.85%Mn, 0.15-0.30%Cr, 0.06-0.24%Mo, 0.040-0.075% Nb, 0.005-0.020% Ti, 0.01-0.05% Al, 0.001-0.004% Ca, 0.001-0.005% N and the balance Fe and other unavoidable impurities.

Bei dem wirtschaftlichen Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Designprinzip für jedes chemische Element wie folgt:

  • C: In dem wirtschaftlichen Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung ist Kohlenstoff das grundlegendste Verfestigungselement und weist die Funktionen der Mischkristallverfestigung und der Carbidausscheidungsverfestigung auf. Eine angemessene Menge an C-Element kann die Festigkeit des Stahls wirksam gewährleisten, aber es sollte beachtet werden, dass ein zu hoher C-Gehalt die Größe und den Gehalt an Carbiden in der Struktur erhöht, wodurch die Tieftemperaturzähigkeit und die Schweißleistung des Stahls beeinträchtigt werden. Daher wird der Massenprozentsatz von C so gesteuert, dass er 0,045-0,080% in dem wirtschaftlichen Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit der vorliegenden Erfindung beträgt.
In the economical low yield point ratio and high strength steel according to the present invention, a design principle for each chemical element is as follows:
  • C: In the economical, low yield point ratio, high strength steel according to the present invention, carbon is the most basic strengthening element and has the functions of solid solution strengthening and carbide precipitation strengthening. Adequate amount of C element can effectively ensure the strength of the steel, but it should be noted that too high a C content increases the size and content of carbides in the structure, thereby affecting the steel's low-temperature toughness and welding performance . Therefore, the mass percentage of C is controlled to be 0.045-0.080% in the economical, low yield point ratio, high strength steel of the present invention.

In einigen bevorzugten Ausführungsformen kann der Massenprozentsatz von C auf 0,050-0,075 % eingestellt werden, was zu einer besseren Abstimmung von Festigkeit und Zähigkeit beiträgt.In some preferred embodiments, the mass percentage of C can be adjusted to 0.050-0.075%, which contributes to a better balance of strength and toughness.

Si: In dem wirtschaftlichen Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung ist Si ein Mischkristallverfestigungselement und auch ein Desoxidationselement in den Stahl, aber ein zu hoher Massenprozentsatz von Si in den Stahl wird die Schweißleistung des Stahls verschlechtern. Daher wird der Massenprozentsatz von Si so gesteuert, dass er 0,10-0,30 % in dem wirtschaftlichen Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit der vorliegenden Erfindung beträgt.Si: In the economical low yield point ratio and high strength steel according to the present invention, Si is a solid solution strengthening element and also a deoxidizing element in the steel, but too high a mass percentage of Si in the steel will deteriorate the welding performance of the steel. Therefore, the mass percentage of Si is controlled to be 0.10-0.30% in the economical, low yield point ratio, high strength steel of the present invention.

Mn: In dem wirtschaftlichen Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung kann Mn die Festigkeit des Stahls durch Mischkristallverfestigung erhöhen und ist das wirksamste und wirtschaftlichste Verfestigungselement im Stahl. Das Element Mn hat auch die Wirkung der Förderung der Bildung von MA (Martensit-Austenit-Bestandteil) in dem hochfesten Stahl, die vorteilhaft ist, um die Zugfestigkeit des Stahls zu verbessern, wodurch das Streckgrenzenverhältnis vermindert wird, aber die Größe und der Gehalt der MA sollte nicht zu groß sein, da sonst die Zähigkeit des Stahls vermindert wird. Andererseits erschwert ein zu hoher Mn-Gehalt die Steuerung der zentralen Entmischung, was zu einer Abnahme der Zähigkeit des Stahls führt. Daher wird der Massenprozentsatz von Mn so gesteuert, dass er 1,60 bis 1,85 % in dem wirtschaftlichen Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit der vorliegenden Erfindung beträgt.Mn: In the economical, low yield point ratio, high strength steel according to the present invention, Mn can increase the strength of the steel by solid solution strengthening and is the most effective and economical strengthening element in the steel. The element Mn also has the effect of promoting the formation of MA (martensite-austenite component) in the high-strength steel, which is beneficial to improve the tensile strength of the steel, thereby reducing the yield strength ratio, but the size and content of the MA should not be too large, otherwise the toughness of the steel will be reduced. On the other hand, too high a Mn content makes it difficult to control central segregation, resulting in a decrease in toughness of the steel. Therefore, the mass percentage of Mn is controlled to be 1.60 to 1.85% in the economical, low yield point ratio, high strength steel of the present invention.

In einigen bevorzugten Ausführungsformen kann der Massenprozentsatz von Mn auf 1,65-1,80 % eingestellt werden, was dazu beiträgt, den Gehalt und die Größe des Martensit-Austenit-Bestandteils im Gefüge zu steuern.In some preferred embodiments, the mass percentage of Mn can be adjusted to 1.65-1.80%, which helps control the content and size of the martensite-austenite constituent in the structure.

Cr: In einem wirtschaftlichen Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung kann Cr die Härtbarkeit des Stahls wirksam verbessern, die Einheitlichkeit der Struktur und der Eigenschaften in Richtung der Dicke eines dicken Stahlblechs sicherstellen und die Festigkeit des Stahls verbessern. Es ist jedoch zu beachten, dass sich bei einem zu hohen Cr-Gehalt im Stahl während eines schnellen Abkühlungsverfahrens leicht eine Hartphasenstruktur in einem Stahlblech bildet, was der Tieftemperaturzähigkeit und der Schweißleistung nicht zuträglich ist. Daher wird der Massenprozentsatz von Cr so gesteuert, dass er 0,15-0,30 % in dem wirtschaftlichen Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit der vorliegenden Erfindung beträgt.Cr: In an economical, low yield point ratio, high strength steel according to the present invention, Cr can effectively improve the hardenability of the steel, ensure the uniformity of the structure and properties in the thickness direction of a thick steel sheet, and increase the Fes improve the activity of the steel. However, it should be noted that if the Cr content in the steel is too high, a hard phase structure is easily formed in a steel sheet during a rapid cooling process, which is not good for low-temperature toughness and welding performance. Therefore, the mass percentage of Cr is controlled to be 0.15-0.30% in the economical, low yield point ratio, high strength steel of the present invention.

Mo: In dem wirtschaftlichen Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Element Mo die Festigkeit des Stahls wirksam verbessern, weist die Wirkung der Erweiterung einer γ-Phasenregion auf, kann die γ→α-Phasenumwandlungstemperatur des Stahls verringern, kann eine Rolle bei der Verfeinerung einer Phasenumwandlungsstruktur im Stahl spielen und die Bildung von Strukturen mit geringer Zähigkeit wie Quasi-Polygonalferrit und Perlit verhindern. Darüber hinaus kann das Element Mo auch die Erweichung einer wärmebeeinflussten Zone beim Schweißen von Pipelines wirksam verhindern. Es ist jedoch zu beachten, dass das Element Mo teuer ist und nicht übermäßig zugesetzt werden sollte. Daher wird der Massenprozentsatz von Mo so gesteuert, dass er 0,06-0,24 % in dem wirtschaftlichen Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit der vorliegenden Erfindung beträgt.Mo: In the economical steel with low yield point ratio and high strength according to the present invention, the element Mo can effectively improve the strength of the steel, has the effect of widening a γ phase region, can reduce the γ→α phase transformation temperature of the steel play a role in refining a phase transformation structure in steel and preventing the formation of low-toughness structures such as quasi-polygonal ferrite and pearlite. In addition, the element Mo can also effectively prevent softening of a heat-affected zone in pipeline welding. However, it should be noted that the element Mo is expensive and should not be added excessively. Therefore, the mass percentage of Mo is controlled to be 0.06-0.24% in the economical, low yield point ratio, high strength steel of the present invention.

In einigen bevorzugten Ausführungsformen kann der Massenprozentsatz von Mo auf 0,06-0,18 % eingestellt werden, was zur Verbesserung der Stabilität des Gefüges des Stahls der vorliegenden Erfindung beiträgt.In some preferred embodiments, the mass percentage of Mo can be adjusted to 0.06-0.18%, which contributes to improving the structure stability of the steel of the present invention.

Nb: In dem wirtschaftlichen Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Element Nb ein wichtiges Element für die Kornfeinung und Nb im Mischkristall kann die Korngrenzen von verformtem Austenit durch die Löseschleppwirkung, die das Wachstum von Austenit-Körner behindert, verankern. Darüber hinaus erhöht Nb auch die Rekristallisationstemperatur, was die Dehnungsakkumulation in einem nicht rekristallisierten Gebiet beim Fertigwalzen verstärken kann. Wenn die Temperatur beim Warmwalzen sinkt, werden Nitride und Carbide von Nb ausgeschieden, die das Wachstum von Ferritkörnern verhindern können, indem sie die Korngrenzen während der γ→α-Phasenumwandlung verankern, und Nb hat auch eine ausscheidungsfestigende Wirkung. Es ist jedoch zu beachten, dass bei einem zu hohen Nb-Gehalt im Stahl, der durch das Löslichkeitsprodukt von C und Nb begrenzt wird, eine höhere Brammenerwärmungstemperatur erforderlich ist, was zum Wachstum der ursprünglichen Austenitkörner führt. Daher wird der Massenprozentsatz von Nb so gesteuert, dass er 0,040-0,075 % in dem wirtschaftlichen Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit der vorliegenden Erfindung beträgt.Nb: In the economical low yield point ratio high strength steel according to the present invention, the element Nb is an important element for grain refinement, and Nb in the solid solution can pin the grain boundaries of deformed austenite by the drag-out effect that hinders the growth of austenite grains . In addition, Nb also increases the recrystallization temperature, which can increase strain accumulation in a non-recrystallized area in finish rolling. When the hot rolling temperature drops, nitrides and carbides of Nb, which can prevent the growth of ferrite grains by pinning the grain boundaries during the γ→α phase transformation, are precipitated from Nb, and Nb also has a precipitation strengthening effect. However, it should be noted that if the Nb content in the steel is too high, which is limited by the solubility product of C and Nb, a higher slab heating temperature is required, resulting in growth of the original austenite grains. Therefore, the mass percentage of Nb is controlled to be 0.040-0.075% in the economical, low yield point ratio, high strength steel of the present invention.

In einigen bevorzugten Ausführungsformen kann der Massenprozentsatz von Nb auf 0,045-0,065 % eingestellt werden, was zur Verfeinerung der Ferritkorngröße im Gefüge beiträgt und die Festigkeit und Zähigkeit erhöht.In some preferred embodiments, the mass percentage of Nb can be adjusted to 0.045-0.065%, which contributes to refinement of ferrite grain size in structure and increases strength and toughness.

Ti: In dem wirtschaftlichen Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung hat Ti eine starke Bindungskraft mit N und ist ein starkes Carbonitrid bildendes Element. TiN, das durch das Element Ti gebildet wird, hat eine hohe thermische Stabilität und kann das Wachstum von Austenitkörnern während der Brammenerwärmung und der Rekristallisation beim Grobwalzen verhindern. Darüber hinaus kann TiN auch das Wachstum von Körnern in der Wärmeeinflusszone während des Schweißverfahrens verhindern und die Schweißleistung verbessern. Es ist jedoch zu beachten, dass sich bei einem zu hohen Ti-Gehalt im Stahl großflächige Nitride und Carbide aus Ti bilden, was der Zähigkeit des Stahls nicht zuträglich ist. Daher wird der Massenprozentsatz von Ti so gesteuert, dass er 0,005-0,020 % in dem wirtschaftlichen Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit der vorliegenden Erfindung beträgt.Ti: In the economical, low yield point ratio, high strength steel according to the present invention, Ti has a strong bonding force with N and is a strong carbonitride-forming element. TiN formed by the element Ti has high thermal stability and can prevent the growth of austenite grains during slab heating and recrystallization in rough rolling. In addition, TiN can also prevent the growth of grains in the heat-affected zone during the welding process and improve welding performance. However, it should be noted that if the Ti content in the steel is too high, large-area nitrides and carbides of Ti are formed, which is not conducive to the toughness of the steel. Therefore, the mass percentage of Ti is controlled to be 0.005-0.020% in the economical, low yield point ratio, high strength steel of the present invention.

Al: Im wirtschaftlichen Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung ist Al ein Desoxidationselement und um den Effekt der Desoxidation zu erzielen, wird der Massenprozentsatz von Al so gesteuert, dass er 0,01-0,05% im wirtschaftlichen Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit der vorliegenden Erfindung beträgt.Al: In the economical low yield point ratio and high strength steel according to the present invention, Al is a deoxidation element, and in order to obtain the effect of deoxidation, the mass percentage of Al is controlled to be 0.01-0.05% in the economical steel with low yield ratio and high strength of the present invention.

Ca: Bei dem wirtschaftlichen Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Morphologie der Sulfide durch eine Mikro-Ca-Behandlung gesteuert werden, wodurch die Bildung von MnS-Einschlüssen unterdrückt wird. Es ist jedoch zu beachten, dass bei einem zu hohen Ca-Gehalt im Stahl Ca-haltige Einschlüsse eingebracht werden, was die Leistungsfähigkeit des Stahls beeinträchtigt. Daher wird der Massenprozentsatz von Ca so gesteuert, dass er 0,001-0,004 % in dem wirtschaftlichen Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit der vorliegenden Erfindung beträgt.Ca: In the economical, low yield point ratio, high strength steel according to the present invention, the morphology of sulfides can be controlled by micro Ca treatment, thereby suppressing the formation of MnS inclusions. However, it should be noted that if the Ca content in the steel is too high, Ca-containing inclusions are introduced, which impairs the performance of the steel. Therefore, the mass percentage of Ca is controlled to be is 0.001-0.004% in the economical, low yield point ratio, high strength steel of the present invention.

N: In dem wirtschaftlichen Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Element N mit Ti hochschmelzende TiN-Teilchen bilden, die die Vergröberung der Austenitkörner beim Wiedererwärmen verhindern können. Wenn der N-Gehalt im Stahl jedoch zu hoch ist, werden die interstitiellen N-Atome Versetzungen verankern, was zu einem erheblichen Anstieg der Streckgrenze und des Streckgrenzenverhältnisses des Stahls führt. Daher wird der Massenprozentsatz von N so gesteuert, dass er 0,001-0,005 % in dem wirtschaftlichen Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit der vorliegenden Erfindung beträgt.N: In the economical, low yield point ratio, high strength steel according to the present invention, the element N can form TiN refractory particles with Ti, which can prevent coarsening of austenite grains upon reheating. However, if the N content in the steel is too high, the interstitial N atoms will pin dislocations, resulting in a significant increase in the yield strength and yield strength ratio of the steel. Therefore, the mass percentage of N is controlled to be 0.001-0.005% in the economical, low yield point ratio, high strength steel of the present invention.

Weiterhin erfüllt in dem Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit der vorliegenden Erfindung der Gehalt an Masse der chemischen Elemente gleichzeitig: 0,34%≤C+Mn/6≤0,38%, 0,30%≤Cr+Mo≤0,40% und 2,5≤Ti/N≤5,0, wobei C, Mo, Cr, N, Ti und Mn alle den Massengehalt der entsprechenden Elemente bezeichnen.Furthermore, in the steel of low yield point ratio and high strength of the present invention, the mass content of chemical elements simultaneously satisfies: 0.34%≤C+Mn/6≤0.38%, 0.30%≤Cr+Mo≤0, 40% and 2.5≤Ti/N≤5.0, where C, Mo, Cr, N, Ti and Mn all denote the mass content of the corresponding elements.

Bei der vorstehenden technischen Lösung kann in dem wirtschaftlichem Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung die Festigkeit des wirtschaftlichen Stahls mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit der vorliegenden Erfindung durch die Steuerung von 0,34%≤C+Mn/6≤0,38% und 0,30%≤Mo+Cr≤0,40% bei gleichzeitiger Steuerung des Gehalts der einzelnen Elemente wirksam gewährleistet werden.In the above technical solution, in the economical low yield point ratio high strength steel according to the present invention, the strength of the economical low yield point ratio high strength steel of the present invention can be controlled by controlling 0.34%≤C+Mn/6≤0 .38% and 0.30%≤Mo+Cr≤0.40% can be effectively secured while controlling the content of each element.

Darüber hinaus enthält der wirtschaftliche Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit der vorliegenden Erfindung 0<B≤0,0005%.In addition, the economical low yield point ratio high strength steel of the present invention contains 0<B≤0.0005%.

In der technischen Lösung der vorliegenden Erfindung kann der wirtschaftliche Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit der vorliegenden Erfindung auch eine geringe Menge an B enthalten, da eine angemessene Menge an B als stark härtbares Element die Härtbarkeit des Stahls verbessern kann. Ist der B-Gehalt jedoch zu hoch, werden die Plastizität und die Zähigkeit des Stahls nachteilig beeinflusst. Daher wird der Massenprozentsatz von B so gesteuert, dass er 0<B≤0,0005% in dem wirtschaftlichen Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit der vorliegenden Erfindung beträgt. Weiterhin beträgt der Massenprozentsatz von B 0,0001-0,0005 %.In the technical solution of the present invention, the economical, low yield point ratio, high strength steel of the present invention can also contain a small amount of B because an appropriate amount of B as a high hardenable element can improve the hardenability of the steel. However, if the B content is too high, the plasticity and toughness of the steel are adversely affected. Therefore, the mass percentage of B is controlled to be 0<B≦0.0005% in the economical, low yield point ratio, high strength steel of the present invention. Furthermore, the mass percentage of B is 0.0001-0.0005%.

Darüber hinaus sind in dem wirtschaftlichen Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung P≤0,015% und/oder S≤0,002% in den anderen unvermeidbaren Verunreinigungen.Moreover, in the economical, low yield point ratio, high strength steel according to the present invention, P≦0.015% and/or S≦0.002% in the other unavoidable impurities.

Bei der vorstehenden technischen Lösung für den wirtschaftlichen Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung sind sowohl P als auch S unvermeidliche Verunreinigungen im Stahl, je niedriger der Gehalt an P- und S-Elementen im Stahl ist, desto besser. S neigt dazu, MnS-Einschlüsse zu bilden, die sich nach dem Walzen ausdehnen, P ist ein Element, das zur Entmischung neigt, und ein zu hoher Gehalt an P- und S-Verunreinigungselementen im Stahl wird die Leistungsfähigkeit des Stahls stark beeinträchtigen. Daher wird in dem wirtschaftlichen Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit der vorliegenden Erfindung der Massenprozentsatz von P so gesteuert, dass er P≤0,015 % und der Massenprozentsatz von S so gesteuert, dass er S≤0,002 % beträgt.In the above technical solution for the economical low yield point ratio and high strength steel according to the present invention, both P and S are unavoidable impurities in the steel, the lower the content of P and S elements in the steel, the better. S tends to form MnS inclusions that expand after rolling, P is an element prone to segregation, and too high content of P and S impurity elements in the steel will greatly affect the performance of the steel. Therefore, in the economical, low yield point ratio, high strength steel of the present invention, the mass percentage of P is controlled to be P≦0.015% and the mass percentage of S is controlled to be S≦0.002%.

Weiterhin erfüllt der Massenprozentsatz an chemischen Elementen in dem wirtschaftlichen Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit der vorliegenden Erfindung mindestens eine der folgenden Bedingungen:

  • 0,050-0,075% C,
  • 1,65-1,80% Mn,
  • 0,06-0,18% Mo und
  • 0,045-0,065% Nb.
Furthermore, the mass percentage of chemical elements in the economical low yield ratio high strength steel of the present invention satisfies at least one of the following conditions:
  • 0.050-0.075%C,
  • 1.65-1.80% Mn,
  • 0.06-0.18% Mo and
  • 0.045-0.065%Nb.

Darüber hinaus ist das Gefüge des wirtschaftlichen Stahls mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung polygonaler Ferrit + Martensit-Austenit-Bestandteil + körniger Bainit.Moreover, the microstructure of the economical, low yield point ratio and high strength steel according to the present invention is polygonal ferrite + martensite-austenite component + granular bainite.

Weiterhin beträgt bei dem wirtschaftlichen Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit der vorliegenden Erfindung der Phasenanteil des polygonalen Ferrits 5-25% und der Phasenanteil des Martensit-Austenit-Bestandteils 2-10%.Furthermore, in the economical low yield point ratio high strength steel of the present invention, the phase ratio of polygonal ferrite is 5-25% and the phase ratio of martensite-austenite component is 2-10%.

Darüber hinaus hat der polygonale Ferrit in dem kostengünstigen Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung eine durchschnittliche Korngröße von weniger als 10 µm; und/oder der Martensit-Austenit-Bestandteil hat eine durchschnittliche Größe von weniger als 2 µm .Moreover, in the low-cost, low-yield ratio, high-strength steel according to the present invention, the polygonal ferrite has an average grain size of less than 10 μm; and/or the martensite-austenite component has an average size of less than 2 µm.

In dieser mehrphasigen Struktur ist Ferrit eine weiche Phase und der Martensit-Austenit-Bestandteil und der körnige Bainit sind harte Phasen. In einem Zugversuch werden die weichen und harten Phasen gemeinsam verformt, wobei ein kontinuierliches Nachgeben zu beobachten ist und ein niedrigeres Streckgrenzenverhältnis erzielt werden kann. Durch die Steuerung der Korngröße und des Martensit-Austenit-Bestandteils kann sichergestellt werden, dass der Stahl der vorliegenden Erfindung eine gute Kerbschlagzähigkeit und DWTT-Leistung (Fallgewichtsreißtest) aufweist.In this multi-phase structure, ferrite is a soft phase, and the martensite-austenite component and granular bainite are hard phases. In a tensile test, the soft and hard phases are deformed together with continuous yielding and a lower yield strength ratio can be achieved. Controlling the grain size and the martensite-austenite component can ensure that the steel of the present invention has good impact strength and DWTT (falling weight tear test) performance.

Weiterhin erfüllen die Eigenschaften des wirtschaftlichen Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung mindestens eines der folgenden: eine Streckgrenze Rt0,5 von 560-680 MPa, eine Zugfestigkeit Rm von 640-760 MPa, ein Streckgrenzenverhältnis Rt0,5/Rm von 0,89 oder weniger und eine Dehnung A50,8 von 22 % oder mehr; eine Charpy-V-Kerbschlagarbeit AKV bei -20°C von 230 J oder mehr und eine Bruchscherflächenrate in einem Fallgewichtsreißtest (DWTT) SA% bei -15°C von 85 % oder mehr. Wobei die Charpy-V-Kerbschlagarbeit von 230 J oder mehr und die Bruchscherflächenrate von 85 % oder mehr Durchschnittswerte des Stahls der vorliegenden Erfindung sind.Further, the properties of the economical low yield ratio high strength steel according to the present invention satisfy at least one of the following: a yield strength Rt 0.5 of 560-680 MPa, a tensile strength Rm of 640-760 MPa, a yield strength ratio Rt 0.5 / Rm of 0.89 or less and an elongation A 50.8 of 22% or more; a Charpy V-notch AKV at -20°C of 230 J or more; and a rupture shear surface rate in a falling weight tear test (DWTT) SA% at -15°C of 85% or more. Wherein, the Charpy V-notch impact work of 230 J or more and the fracture shear area rate of 85% or more are average values of the steel of the present invention.

Dementsprechend ist es eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines wirtschaftlichen Stahls mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit bereitzustellen, wobei die Produktionsverfahrenskosten des Herstellungsverfahrens relativ niedrig sind und der wirtschaftliche Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit, der durch das Herstellungsverfahren hergestellt wird, eine Streckgrenze Rt0,5 von 560-680 MPa, eine Zugfestigkeit Rm von 640-760 MPa, ein Streckgrenzenverhältnis Rt0,5/Rm von 0,89 oder weniger und eine Dehnung A50,8 von 22% oder mehr; eine Charpy-Schlagenergie AKV bei -20°C von 230 J oder mehr und eine Bruchscherflächenrate in einem Fallgewichtsreißtest (DWTT) SA% bei -15°C von 85% oder mehr aufweist und die Eigenschaften von ausgezeichneter Festigkeit und Zähigkeit und niedrigem Streckgrenzenverhältnis aufweist.Accordingly, it is another object of the present invention to provide a method for producing an economical low yield point ratio and high strength steel, wherein the production process cost of the production method is relatively low and the economical low yield point ratio and high strength steel produced by the production method , a yield strength Rt 0.5 of 560-680 MPa, a tensile strength Rm of 640-760 MPa, a yield strength ratio Rt 0.5 /Rm of 0.89 or less, and an elongation A 50.8 of 22% or more; has a Charpy impact energy AKV at -20°C of 230 J or more and a fracture shear area rate in a falling weight tear test (DWTT) SA% at -15°C of 85% or more and has the properties of excellent strength and toughness and low yield point ratio.

Um die vorstehend genannte Aufgabe zu lösen, schlägt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von wirtschaftlichem Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit vor, das die Schritte beinhaltet:

  • (1) Schmelzen und Stranggießen;
  • (2) Wiedererwärmen;
  • (3) Walzen; und
  • (4) Abkühlung: unter Verwendung eines zweistufigen DQ (d.h. direktes Online-Quenchen)+ACC (d.h. beschleunigte Abkühlung) Abkühlungsverfahrens, wobei die anfängliche Kühltemperatur 700-750°C beträgt, eine Kühlrate in einer DQ-Stufe 30-40°C/s beträgt, die Stoppkühltemperatur in der DQ-Stufe 550-620°C beträgt, eine Kühlrate in einer ACC-Stufe 10-25°C/s beträgt und die Stoppkühltemperatur in der ACC-Stufe 430-530°C beträgt.
In order to achieve the above object, the present invention proposes a method for producing economical low yield point ratio and high strength steel, comprising the steps of:
  • (1) smelting and continuous casting;
  • (2) reheating;
  • (3) rollers; and
  • (4) Cooling: using a two-stage DQ (ie, direct on-line quench)+ACC (ie, accelerated cooling) cooling method, the initial cooling temperature is 700-750°C, a cooling rate in one DQ stage is 30-40°C/ s, the stop cooling temperature in the DQ stage is 550-620°C, a cooling rate in an ACC stage is 10-25°C/s, and the stop cooling temperature in the ACC stage is 430-530°C.

In dem Verfahren zur Herstellung eines wirtschaftlichen Stahls mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung werden durch die Steuerung der Verfahrensbedingungen, insbesondere der Parameter des Kühlverfahrens, die Kornfeinung, die Ausscheidungsverfestigung, die Steuerung der Phasenumwandlung und andere Theorien des kohlenstoffarmen niobhaltigen Stahls genutzt, und unter voller Ausnutzung der Technologie des gesteuerten Walzens und gesteuerten Kühlens hat der wirtschaftliche Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit, der durch das Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, ein Gefüge, das körnigen Bainit, feinen polygonalen Ferrit und einen winzigen Martensit-Austenit-Bestandteil enthält, und er weist die Eigenschaften von ausgezeichneter Festigkeit und Zähigkeit und niedrigem Streckgrenzenverhältnis auf.In the method for producing an economical low yield point ratio and high strength steel according to the present invention, by controlling the process conditions, in particular the parameters of the cooling process, grain refining, precipitation strengthening, phase transformation control and other theories of the low-carbon niobium-containing steel are utilized, and making full use of the technology of controlled rolling and controlled cooling, the economical, low yield point ratio, high strength steel produced by the production method of the present invention has a microstructure containing granular bainite, fine polygonal ferrite, and minute martensite-austenite component, and it has the properties of excellent strength and toughness and low yield ratio.

Im Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung wird in Schritt (4) die anfängliche Kühltemperatur des Einlasswassers auf 700-750°C gesteuert, was eine geringe Menge an polygonaler Ferritausscheidung gewährleistet und ein niedriges Streckgrenzenverhältnis erzielen kann. In der DQ-Stufe wird eine schnelle Kühlung mit einer Kühlrate von 30-40°C/s gesteuert, wodurch nicht nur das Ferritwachstum vermieden, sondern auch die quasi-polygonale Ferrit- und Perlitstruktur verhindert werden kann, um die Festigkeit des Stahls zu gewährleisten. In der ACC-Stufe wird eine relativ niedrige Kühlrate von 10-25°C/s gesteuert, die die Bildung einer kleinen Menge des winzigen Martensit-Austenit-Bestandteils fördern und die Zugfestigkeit des Stahls verbessern kann, ohne die Zähigkeit zu verringern. Darüber hinaus wirkt sich die Stoppkühltemperatur in der ACC-Stufe auf die Bainitmorphologie aus und in der vorliegenden Erfindung wird die Stoppkühltemperatur in der ACC-Stufe auf 430-530°C gesteuert, so dass feinkörniger Bainit erhalten werden kann.In the manufacturing method of the present invention, in step (4), the initial cooling temperature of the inlet water is controlled to 700-750°C, which has a small amount of polygonal ferrite precipitation tion is guaranteed and a low yield strength ratio can be achieved. In the DQ stage, rapid cooling is controlled at a cooling rate of 30-40°C/s, which can not only avoid ferrite growth, but also prevent the quasi-polygonal ferrite and pearlite structure to ensure the strength of the steel . In the ACC stage, a relatively low cooling rate of 10-25°C/s is controlled, which can promote the formation of a small amount of the minute martensite-austenite component and improve the tensile strength of the steel without reducing toughness. In addition, the stop cooling temperature in the ACC stage affects the bainite morphology, and in the present invention, the stop cooling temperature in the ACC stage is controlled to 430-530°C so that fine-grained bainite can be obtained.

Weiterhin wird bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren in Schritt (1) die Schwankung der Gießgeschwindigkeit des Stranggießens in einem Bereich von ± 0,3 m/min gesteuert und die zentrale Entmischung einer stranggegossenen Bramme wird durch dynamische Weichreduzierung gesteuert.Furthermore, in the manufacturing method of the present invention, in step (1), the casting speed fluctuation of the continuous casting is controlled in a range of ±0.3 m/min, and the central segregation of a continuously cast slab is controlled by dynamic soft reduction.

Weiterhin wird bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren in Schritt (2) die Wiedererwärmungstemperatur auf 1100-1160°C gesteuert.Furthermore, in the manufacturing method of the present invention, in step (2), the reheating temperature is controlled to 1100-1160°C.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von wirtschaftlichem Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit wird in Schritt (2) die Wiedererwärmungstemperatur auf 1100-1160°C gesteuert. Denn um das Wachstum von Austenitkörnern in einer Bramme zu verhindern, wird bei der vorliegenden Erfindung eine möglichst niedrige Wiedererwärmungstemperatur gewählt, und um einen ausreichenden Mischkristall von Nb zu gewährleisten, sollte die Wiedererwärmungstemperatur nicht zu niedrig sein. Um die umfassende Leistungsfähigkeit des Stahls zu gewährleisten, wird die Wiedererwärmungstemperatur daher auf 1100-1160°C eingestellt.In the method for producing economical low yield point ratio and high strength steel of the present invention, in step (2), the reheating temperature is controlled to 1100-1160°C. Because, in the present invention, in order to prevent the growth of austenite grains in a slab, the reheating temperature should be as low as possible, and in order to ensure a sufficient solid solution of Nb, the reheating temperature should not be too low. Therefore, to ensure the overall performance of the steel, the reheating temperature is set at 1100-1160°C.

Weiterhin wird bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren in Schritt (3) während einer Vorwalzstufe die Vorwalztemperatur auf 950-1080°C gesteuert und ein Einstich-Reduzierungsverhältnis der letzten zwei Stiche des Vorwalzens wird auf 15% oder mehr gesteuert, d.h. ein Reduzierungsverhältnis jedes Stichs der letzten zwei Stiche des Vorwalzens wird auf 15% oder mehr gesteuert; und die Walztemperatur des letzten Stichs des Vorwalzens wird auf 950-990°C gesteuert, d.h. die Walztemperatur eines letzten Stichs des Vorwalzens wird in dem Bereich von 950-990°C gesteuert.Further, in the manufacturing method of the present invention, in step (3), during a roughing stage, the roughing temperature is controlled to 950-1080°C, and a pass reduction ratio of the last two passes of roughing is controlled to 15% or more, i.e., a reduction ratio of each pass of the last two passes of rough rolling is controlled to 15% or more; and the rolling temperature of the last pass of rough rolling is controlled to 950-990°C, that is, the rolling temperature of a last pass of rough rolling is controlled in the range of 950-990°C.

Bei der vorstehenden Lösung besteht in Schritt (3) eine Hauptfunktion des Vorwalzens darin, die Körner durch Rekristallisation zu verfeinern und das Vorwalzen sollte oberhalb der Rekristallisationstemperatur durchgeführt werden und so wird die Vorwalztemperatur auf 950-1080°C gesteuert. Um die Rekristallisation eines Brammenkerns zu fördern, beträgt das Einstich-Reduzierungsverhältnis der letzten zwei Stiche des Vorwalzens 15 % oder mehr, wodurch sichergestellt werden kann, dass die Verformung in den Brammenkern eindringt. Um den Kornwachstumsgrad der Rekristallisation zu steuern, ist es außerdem notwendig, den letzten Stich des Vorwalzens in einem niedrigeren Temperaturbereich von 950-990°C zu halten.In the above solution, in step (3), a main function of rough rolling is to refine grains by recrystallization, and rough rolling should be performed above the recrystallization temperature, and so rough rolling temperature is controlled to 950-1080°C. In order to promote recrystallization of a slab core, the stitch reduction ratio of the last two passes of rough rolling is 15% or more, which can ensure that the deformation penetrates the slab core. In addition, in order to control the degree of grain growth of recrystallization, it is necessary to keep the final pass of rough rolling in a lower temperature range of 950-990°C.

Weiterhin wird bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren in Schritt (3) während einer Fertigwalzstufe die Fertigwalztemperatur so gesteuert, dass sie 770-860°C beträgt, ein Gesamtreduzierungsverhältnis des Fertigwalzens so gesteuert, dass es 70% oder mehr beträgt, und die Endwalztemperatur des Fertigwalzens so gesteuert, dass sie 770-820°C beträgt.Further, in the manufacturing method of the present invention, in step (3), during a finish rolling stage, the finish rolling temperature is controlled to be 770-860°C, a total reduction ratio of finish rolling is controlled to be 70% or more, and the finish rolling temperature of finish rolling is controlled that it is 770-820°C.

Bei der vorstehenden Lösung der vorliegenden Erfindung, bei der in Schritt (3) das Fertigwalzen in der nicht rekristallisierten Fläche durchgeführt wird, kann eine Erhöhung des Reduzierungsverhältnisses des Fertigwalzens die Dehnungsenergiespeicherung und die Verformungszonen innerhalb der verformten Austenitkörner erhöhen und die Phasenumwandlung und Keimbildung wird gefördert. Andererseits, je niedriger die Walztemperatur ist, desto geringer ist die Rückgewinnung der Dehnungsenergiespeicherung und deshalb wird bei der vorliegenden Erfindung eine niedrigere Fertigwalztemperatur verwendet, die Fertigwalztemperatur wird auf 770-860°C gesteuert und die Endwalztemperatur während des Fertigwalzens wird auf 770-820°C gesteuert und das gesamte Reduzierungsverhältnis des Fertigwalzens wird auf 70% oder mehr gesteuert.In the above solution of the present invention, in which step (3) finish rolling is performed in the non-recrystallized area, increasing the reduction ratio of finish rolling can increase strain energy storage and deformation zones within the deformed austenite grains, and phase transformation and nucleation is promoted. On the other hand, the lower the rolling temperature, the lower the recovery of strain energy storage, and therefore, in the present invention, a lower finish rolling temperature is used, the finish rolling temperature is controlled at 770-860°C, and the finish rolling temperature during finish rolling becomes 770-820°C is controlled and the total reduction ratio of finish rolling is controlled to 70% or more.

Verglichen mit dem Stand der Technik haben der wirtschaftliche Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit und das zugehörige Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung die folgenden Vorteile und vorteilhaften Auswirkungen:

  • Der wirtschaftliche Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet eine chemische Zusammensetzung aus Mn-, Cr-, Mo- und Nb-Legierung, enthält keine Cu-, Ni- und V-Elemente und weist eine gute Wirtschaftlichkeit auf, wodurch die Legierungskosten effektiv gesteuert werden. Der wirtschaftliche Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit weist eine Streckgrenze Rt0,5 von 560-680 MPa, eine Zugfestigkeit Rm von 640-760 MPa, ein Streckgrenzenverhältnis Rt0,5/Rm von 0,89 oder weniger und eine Dehnung A50,8 von 22% oder mehr; eine Charpy-Schlagenergie AKV bei -20°C von 230 J oder mehr; und eine Bruchscherflächenrate in einem Fallgewichtsreißtest (DWTT) SA% bei -15°C von 85% oder mehr auf, und weist auch die Eigenschaften eines niedrigen Festigkeitsverhältnisses und einer hohen Festigkeit bei guter Wirtschaftlichkeit auf.
Compared with the prior art, the economical, low yield point ratio, high strength steel and related manufacturing method according to the present invention have the following advantages and beneficial effects:
  • The economical low yield point ratio high strength steel according to the present invention uses Mn, Cr, Mo and Nb alloy chemical composition, does not contain Cu, Ni and V elements and has good economy, thereby the legia management costs can be managed effectively. The economical low yield point ratio high strength steel has a yield point Rt 0.5 of 560-680 MPa, a tensile strength Rm of 640-760 MPa, a yield point ratio Rt 0.5 /Rm of 0.89 or less and an elongation A 50 .8 of 22% or more; a Charpy impact energy AKV at -20°C of 230 J or more; and a fracture shear area rate in a falling weight tear test (DWTT) SA% at -15°C of 85% or more, and also has the properties of low strength ratio and high strength with good economy.

Darüber hinaus steuert das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren die Verfahrensbedingungen, insbesondere die Parameter des Abkühlungsverfahrens so, dass das Gefüge des durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren erhaltenen wirtschaftlichen Stahls mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit eine mehrphasige Struktur aus polygonalem Ferrit + Martensit-Austenit-Bestandteil + körnigem Bainit ist, wobei der Volumenprozentsatz des polygonalen Ferrits 5-25% beträgt, der polygonale Ferrit eine durchschnittliche Korngröße von weniger als 10µm aufweist, der Gehalt des Martensit-Austenit-Bestandteils 2-10% beträgt und der Martensit-Austenit-Bestandteil eine durchschnittliche Größe von weniger als 2µm aufweist. Es wird effektiv sichergestellt, dass der hergestellte wirtschaftliche Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit die Eigenschaften einer ausgezeichneten Festigkeit und Zähigkeit sowie eines niedrigen Streckgrenzenverhältnisses aufweist.In addition, the manufacturing method of the present invention controls the process conditions, particularly the parameters of the cooling process, so that the microstructure of the economical low yield point ratio and high strength steel obtained by the manufacturing method of the present invention is a multiphase structure of polygonal ferrite + martensite-austenite component + granular bainite, wherein the volume percentage of the polygonal ferrite is 5-25%, the polygonal ferrite has an average grain size of less than 10µm, the content of the martensite-austenite component is 2-10%, and the martensite-austenite component has an average size of less than has 2 µm. It is effectively ensured that the produced economical low yield point ratio high strength steel has the characteristics of excellent strength and toughness and low yield point ratio.

Figurenlistecharacter list

  • 1 ist ein metallographisches Gefügediagramm eines wirtschaftlichen Stahls mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit von Beispiel 1 unter einem 500X-Mikroskop. 1 Figure 12 is a metallographic micrograph of an economical, low yield ratio, high strength steel of Example 1 under a 500X microscope.
  • 2 ist ein metallographisches Gefügediagramm des wirtschaftlichen Stahls mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit von Beispiel 1 unter einem 1 000X-Mikroskop. 2 Figure 12 is a metallographic micrograph of the economical low yield ratio, high strength steel of Example 1 under a 1,000X microscope.

BESCHREIBUNG IM EINZELNENDETAILED DESCRIPTION

Der wirtschaftliche Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit sowie das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren werden im Folgenden im Zusammenhang mit den konkreten Beispielen und den Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Die Erläuterung und Beschreibung stellen jedoch keine unzulässige Einschränkung der technischen Lösung der vorliegenden Erfindung dar.The economical, low yield point, high strength steel and manufacturing method of the present invention will be further explained and described below in connection with the concrete examples and the drawings. However, the explanation and description do not constitute an unacceptable limitation of the technical solution of the present invention.

Beispiele 1-6Examples 1-6

In Tabelle 1 sind die Massenanteile der chemischen Elemente in dem wirtschaftlichen Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit der Beispiele 1-6 aufgeführt.

Figure DE112021001697T5_0001
Table 1 shows the mass fractions of the chemical elements in the economical low yield ratio, high strength steel of Examples 1-6.
Figure DE112021001697T5_0001

Die wirtschaftlichen Stähle mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit in den Beispielen 1-6 der vorliegenden Erfindung werden alle mit Hilfe der folgenden Schritte hergestellt:

  • (1) Schmelzen und Stranggießen: wobei die Schwankung der Gießgeschwindigkeit des Stranggießens so gesteuert wird, dass sie während des Stranggießens in einem Bereich von ± 0,3 m/min liegt, und die Entmischung durch dynamische Weichreduzierung gesteuert wird;
  • (2) Wiedererwärmen: wobei die Wiedererwärmungstemperatur auf 1100-1160°C gesteuert wird;
  • (3) Walzen: wobei während einer Vorwalzstufe die Vorwalztemperatur auf 950-1080°C gesteuert wird, ein Einstich-Reduzierungsverhältnis der letzten zwei Stiche des Vorwalzens auf 15% oder mehr gesteuert wird und die Walztemperatur des letzten Stichs des Vorwalzens auf 950-990°C gesteuert wird; und während einer Fertigwalzstufe die Fertigwalztemperatur auf 770-860°C gesteuert wird, eine Gesamtreduzierung des Fertigwalzens auf 70% oder mehr gesteuert wird und die Endwalztemperatur des Fertigwalzens auf 770-820°C gesteuert wird; und
  • (4) Kühlen: unter Verwendung eines zweistufigen DQ+ACC-Kühlverfahrens, wobei die anfängliche Kühltemperatur 700-750°C beträgt, eine Kühlrate in einer DQ-Stufe 30-40°C/s beträgt, die Stoppkühltemperatur in der DQ-Stufe 550-620°C beträgt, eine Kühlrate in einer ACC-Stufe 10-25°C/s beträgt und die Stoppkühltemperatur in der ACC-Stufe 430-530°C beträgt.
The economical, low yield point ratio, high strength steels in Examples 1-6 of the present invention are all produced by the following steps:
  • (1) Melting and continuous casting: wherein casting speed fluctuation of continuous casting is controlled to be within a range of ±0.3 m/min during continuous casting, and segregation is controlled by dynamic softening;
  • (2) reheating: wherein the reheating temperature is controlled to 1100-1160°C;
  • (3) Rolling: wherein during a roughing stage, the roughing temperature is controlled to 950-1080°C, a pass reduction ratio of the last two passes of roughing is controlled to 15% or more, and the rolling temperature of the last pass of roughing is controlled to 950-990° C is controlled; and during a finish rolling stage, the finish rolling temperature is controlled to 770-860°C, a total reduction of finish rolling is controlled to 70% or more, and the finish rolling temperature of finish rolling is controlled to 770-820°C; and
  • (4) Cooling: using a two-stage DQ+ACC cooling method, the initial cooling temperature is 700-750°C, a cooling rate in a DQ stage is 30-40°C/s, the stop cooling temperature in the DQ stage is 550 is -620°C, a cooling rate in an ACC stage is 10-25°C/s, and the stop cooling temperature in the ACC stage is 430-530°C.

In Tabelle 2-1 und Tabelle 2-2 sind die speziellen Verfahrensparameter für das Herstellungsverfahren des wirtschaftlichen Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit in den Beispielen 1-6 aufgeführt. Tabelle 2-1. Nummer Schritt (2) Schritt (3) Wiedererwärmungstemperatur (°C) Vorwalztemperatur (°C) Einstich-Reduzierungsverhältnis der letzten zwei Stiche des Vorwalzens (%) Walztemperatur beim letzten Stich des Vorwalzens (°C) Fertigwalztemperatur (°C) Gesamtreduzierungsverhältnis des Fertigwalzens (%) Endwalztemperatur des Fertigwalzens (°C) Beispiel 1 1130 960-1050 19,23 960 800-860 76 800 Beispiel 2 1120 980-1070 17, 19 980 790-850 75 790 Beispiel 3 1130 980-1060 16, 19 980 775-820 74 775 Beispiel 4 1140 970-1050 17, 19 970 780-840 75 780 Beispiel 5 1150 960-1050 20, 23 960 810-860 77 810 Beispiel 6 1120 980-1070 17, 19 980 790-850 75 790 Vergleichsbeispiel 1 1150 990-1060 17, 19 990 850-910 71 850 Vergleichsbeispiel 2 1120 960-1050 17, 19 960 820-860 64 820 Table 2-1 and Table 2-2 show the specific process parameters for the production process of the economical low yield point ratio high strength steel in Examples 1-6. Table 2-1. number Step 2) Step 3) Reheat Temperature (°C) Pre-rolling temperature (°C) Plunge reduction ratio of last two passes of rough rolling (%) Rolling temperature at the last pass of rough rolling (°C) Finish rolling temperature (°C) Total Reduction Ratio of Finish Rolling (%) Finish rolling temperature (°C) example 1 1130 960-1050 19:23 960 800-860 76 800 example 2 1120 980-1070 17, 19 980 790-850 75 790 Example 3 1130 980-1060 16, 19 980 775-820 74 775 example 4 1140 970-1050 17, 19 970 780-840 75 780 Example 5 1150 960-1050 20, 23 960 810-860 77 810 Example 6 1120 980-1070 17, 19 980 790-850 75 790 Comparative example 1 1150 990-1060 17, 19 990 850-910 71 850 Comparative example 2 1120 960-1050 17, 19 960 820-860 64 820

Angemerkt sei, da die Temperatursteuerung im tatsächlichen Betriebsverfahren schwankt und die Temperatur nicht auf einem festen Wert stabil ist, werden die Vorwalztemperatur und die Fertigwalztemperatur in Schritt (3) in Tabelle 2-1 in den Beispielen als Endbereichswerte und nicht als Punktwerte angegeben. Tabelle 2-2. Nummer Schritt (4) Dicke des wirtschaftlichen Stahls mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit im fertigen Produkt (mm) Anfäng-liche Kühltemperatur (°C) Kühlrate in der DQ-Stufe (°C/s) Stoppkühltemperatur in der DQ-Stufe (°C) Kühlrate in der ACC-Stufe (°C/s) Stoppkühltemperatur in der ACC-Stufe (°C) Beispiel 1 745 36 570 22 480 18,5 Beispiel 2 740 34 590 18 470 20,6 Beispiel 3 730 32 610 14 450 24,7 Beispiel 4 710 34 590 18 510 21,4 Beispiel 5 730 38 560 23 490 17,5 Beispiel 6 735 34 600 20 450 20,6 Vergleichsbeispiel 1 770 39 510 24 400 20,6 Vergleichsbeispiel 2 750 28 620 13 550 21,4 It should be noted that since the temperature control varies in the actual operation process and the temperature is not stable at a fixed value, the rough rolling temperature and the finish rolling temperature in step (3) in Table 2-1 in the examples are given as end range values rather than point values. Table 2-2. number step (4) Thickness of Economical Low Yield Ratio High Strength Steel in Finished Product (mm) Initial Refrigeration Temperature (°C) Cooling rate in the DQ stage (°C/s) Stop cooling temperature in the DQ stage (°C) Cooling rate in ACC stage (°C/s) Stop cooling temperature in ACC stage (°C) example 1 745 36 570 22 480 18.5 example 2 740 34 590 18 470 20.6 Example 3 730 32 610 14 450 24.7 example 4 710 34 590 18 510 21:4 Example 5 730 38 560 23 490 17.5 Example 6 735 34 600 20 450 20.6 Comparative example 1 770 39 510 24 400 20.6 Comparative example 2 750 28 620 13 550 21:4

Der wirtschaftliche Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit aus den Beispielen 1-6 wird einer Prüfung der mechanischen Eigenschaften unterzogen, wobei ein Zugversuch mit einer Plattenzugprobe auf einem Zwick Z2000-Zugprüfgerät gemäß der Norm ASTM A370 durchgeführt wird, ein Kerbschlagbiegeversuch unter Verwendung einer Charpy-Kerbschlagprobe in voller Größe (10× 10×55 mm) auf einem Zwick PSW750 Kerbschlagbiegeprüfgerät gemäß der Norm ASTM A370 durchgeführt wird und ein DWTT-Versuch unter Verwendung einer V-gepressten Kerbprobe in voller Wandstärke auf einem SANS ZBC2404 Prüfgerät gemäß der Spezifikation API RP 5L3 durchgeführt wird. Die daraus resultierenden Prüfergebnisse sind in Tabelle 3 aufgeführt.The economical, low yield ratio, high strength steel of Examples 1-6 is subjected to a mechanical property test using a tensile test using a plate tensile specimen on a Zwick Z2000 tensile tester in accordance with ASTM A370, an impact test using a Charpy Full-size impact test (10×10×55mm) on a Zwick PSW750 impact tester per ASTM A370 and a DWTT test using a full-wall V-pressed notch specimen on a SANS ZBC2404 tester per API RP 5L3 specification is carried out. The resulting test results are listed in Table 3.

In Tabelle 3 sind die Ergebnisse der Prüfungen der mechanischen Eigenschaften des wirtschaftlichen Stahls mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit in den Beispielen 1-6 aufgeführt. Tabelle 3. Nummer Zugeigenschaften Aufprallenergie bei -20°C (J) DWTT bei -15°C (SA%) Rt0,5 (MPa) Rm (MPa) Streckgrenzenverhältnis A50,8 (%) 1 2 3 Durchschnitt 1 2 Durchschnitt Beispiel 1 638 736 0,867 33 340 448 323 370 96 97 97 Beispiel 2 625 721 0,867 35 463 345 488 432 92 95 94 Beispiel 3 583 668 0,873 43 307 320 370 332 87 89 88 Beispiel 4 590 693 0,851 38 304 407 268 326 90 93 92 Beispiel 5 663 745 0,890 31 359 371 421 384 99 100 100 Beispiel 6 612 713 0,858 34 376 408 387 390 93 94 94 Vergleichsbeispiel 1 706 755 0,935 25 168 204 193 188 56 68 62 Vergleichsbeispiel 2 501 606 0,827 32 275 256 283 271 71 77 74 Table 3 shows the results of mechanical property tests of the economical low yield ratio high strength steel in Examples 1-6. Table 3. number tensile properties Impact energy at -20°C (J) DWTT at -15°C (SA%) Rt 0.5 (MPa) Rm (MPa) yield point ratio A50.8 (%) 1 2 3 Average 1 2 Average example 1 638 736 0.867 33 340 448 323 370 96 97 97 example 2 625 721 0.867 35 463 345 488 432 92 95 94 Example 3 583 668 0.873 43 307 320 370 332 87 89 88 example 4 590 693 0.851 38 304 407 268 326 90 93 92 Example 5 663 745 0.890 31 359 371 421 384 99 100 100 Example 6 612 713 0.858 34 376 408 387 390 93 94 94 Comparative example 1 706 755 0.935 25 168 204 193 188 56 68 62 Comparative example 2 501 606 0.827 32 275 256 283 271 71 77 74

Wie aus Tabelle 3 ersichtlich ist, liegt bei den Beispielen der vorliegenden Erfindung die Streckgrenze Rt0,5 im Bereich von 560-680 MPa, die Zugfestigkeit Rm im Bereich von 640-760 MPa, das Streckgrenzenverhältnis Rt0,5/Rm ist 0,89 oder weniger, die Dehnung A50,8 beträgt 22% oder mehr, die Charpy-Schlagarbeit AKV bei -20°C beträgt 230 J oder mehr und die Bruchscherflächenrate im Fallgewichtsreißtest (DWTT) SA% bei -15°C beträgt 85% oder mehr. Der wirtschaftliche Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit in den Beispielen hat ausgezeichnete Eigenschaften, weist eine ausgezeichnete Festigkeit und Zähigkeit und ein niedriges Streckgrenzenverhältnis auf und kann effektiv als Pipelinestahl verwendet werden, um im Bereich des Erdgastransports effektiv eingesetzt zu werden.As can be seen from Table 3, in the examples of the present invention, the yield strength Rt 0.5 is in the range of 560-680 MPa, the tensile strength Rm in the range of 640-760 MPa, the yield strength ratio Rt 0.5 /Rm is 0, 89 or less, the elongation A 50.8 is 22% or more, the Charpy impact work AKV at -20°C is 230 J or more, and the breaking shear surface rate in the falling weight tear test (DWTT) SA% at -15°C is 85% or more. The economical low yield point ratio high strength steel in the examples has excellent properties, has excellent strength and toughness and low yield point ratio, and can be effectively used as pipeline steel to be used effectively in the field of natural gas transportation.

Bei Vergleichsbeispiel 1 ist der Gehalt an C und Cr zu hoch und der Gehalt an Mo zu niedrig und in Bezug auf das Verfahren sind die Endwalztemperatur und die anfängliche Kühltemperatur zu hoch und die Stoppkühltemperatur in der DQ-Stufe und die Stoppkühltemperatur in der ACC-Stufe sind zu niedrig, so dass das gewünschte Gefüge mit polygonalem Ferrit nicht erzielt werden kann, was zu einer zu hohen Streckgrenze und einem zu hohen Streckgrenzenverhältnis und einer schlechten Kerbschlagzähigkeit und DWTT-Leistung führt. Bei Vergleichsbeispiel 2 ist der Gehalt an Mn- und Cr-Verfestigungselementen zu niedrig, das Gesamtreduzierungsverhältnis des Fertigwalzens ist zu niedrig, die Kühlrate in der DQ-Stufe ist zu niedrig und die Stoppkühltemperatur in der ACC-Stufe ist zu hoch, was zu einer zu niedrigen Festigkeit und einer schlechten DWTT-Leistung führt.

  • 1 ist ein metallographisches Gefügediagramm des wirtschaftlichen Stahls mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit von Beispiel 1 unter einem 500X-Mikroskop.
  • 2 ist ein metallographisches Gefügediagramm des wirtschaftlichen Stahls mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit von Beispiel 1 unter einem 1 000X-Mikroskop.
In Comparative Example 1, the C and Cr content is too high and the Mo content is too low, and in terms of the process, the finish rolling temperature and the initial cooling temperature are too high, and the stop cooling temperature in the DQ stage and the stop cooling temperature in the ACC stage are too low so that the desired structure cannot be obtained with polygonal ferrite, resulting in too high yield strength and yield strength ratio and poor impact strength and DWTT performance. In Comparative Example 2, the content of Mn and Cr strengthening elements is too low, the total reduction ratio of finish rolling is too low, the cooling rate in the DQ stage is too low, and the stop cooling temperature in the ACC stage is too high, resulting in a too low strength and poor DWTT performance.
  • 1 Figure 12 is a metallographic micrograph of the economical low yield ratio, high strength steel of Example 1 under a 500X microscope.
  • 2 Figure 12 is a metallographic micrograph of the economical low yield ratio, high strength steel of Example 1 under a 1,000X microscope.

In Verbindung mit 1 und 2 ist zu erkennen, dass das Gefüge des wirtschaftlichen Stahls mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit in Beispiel 1 eine mehrphasige Struktur aus polygonalem Ferrit, Martensit-Austenit-Bestandteil und körnigem Bainit ist. Darüber hinaus ist durch die Strukturanalyse durch EBSD (Elektronenrückstreuung), der Phasenanteil des polygonalen Ferrits in dem wirtschaftlichen Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit in Beispiel 1 ist 5-25%, der polygonale Ferrit weist eine durchschnittliche Korngröße von weniger als 10µm auf, der Phasenanteil des Martensit-Austenit-Bestandteils in dem wirtschaftlichen Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit in Beispiel 1 ist 2-10% und der Martensit-Austenit-Bestandteil weist eine durchschnittliche Korngröße von weniger als 2µm auf.Combined with 1 and 2 It can be seen that the microstructure of the economical, low yield point ratio, high strength steel in Example 1 is a multiphase structure of polygonal ferrite, martensite-austenite component, and granular bainite. In addition, by the structure analysis by EBSD (Electron Back Scattering), the phase ratio of the polygonal ferrite in the economical low yield point ratio and high strength steel in Example 1 is 5-25%, the polygonal ferrite has an average grain size of less than 10µm, the Phase ratio of the martensite-austenite component in the economical low yield point high strength steel in Example 1 is 2-10%, and the martensite-austenite component has an average grain size of less than 2 µm.

Es sollte beachtet werden, dass die vorstehend genannten Beispiele nur spezielle Beispiele der vorliegenden Erfindung sind. Natürlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehenden Beispiele beschränkt und ähnliche Variationen oder Modifizierungen, die damit ausgeführt werden, können direkt abgeleitet werden oder können leicht von den Fachleuten auf dem Gebiet von den offenbarten Inhalten in der vorliegenden Erfindung erdacht werden, und alle diese gehören zum Schutzumfang der vorliegenden Erfindung.It should be noted that the above examples are only specific examples of the present invention. Of course, the present invention is not limited to the above examples, and similar variations or modifications carried out therewith can be directly derived or can be easily devised by those skilled in the art from the contents disclosed in the present invention, and all of them belong within the scope of the present invention.

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Claims (15)

Wirtschaftlicher Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass er die folgenden chemischen Elemente in Massenprozent enthält: 0,045-0,080% C, 0,10-0,30% Si, 1,60-1,85% Mn, 0,15-0,30% Cr, 0,06-0,24% Mo, 0,040-0,075% Nb, 0,005-0,020% Ti, 0,01-0,05% Al, 0,001-0,004% Ca und 0,001-0,005% N.Economical steel with low yield point ratio and high strength, characterized in that it contains the following chemical elements in percentage by mass: 0.045-0.080% C, 0.10-0.30% Si, 1.60-1.85% Mn, 0. 15-0.30% Cr, 0.06-0.24% Mo, 0.040-0.075% Nb, 0.005-0.020% Ti, 0.01-0.05% Al, 0.001-0.004% Ca and 0.001-0.005% N Wirtschaftlicher Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er das folgende chemische Element in Massenprozent enthält: 0,045-0,080% C, 0,10-0,30% Si, 1,60-1,85% Mn, 0,15-0,30% Cr, 0,06-0,24% Mo, 0,040-0,075% Nb, 0,005-0,020% Ti, 0,01-0,05% Al, 0,001-0,004% Ca, 0,001-0,005% N und Rest Fe und andere unvermeidbare Verunreinigungen.Economical steel with low yield point ratio and high strength claim 1 , characterized in that it contains the following chemical element in percentage by mass: 0.045-0.080% C, 0.10-0.30% Si, 1.60-1.85% Mn, 0.15-0.30% Cr, 0.06-0.24% Mo, 0.040-0.075% Nb, 0.005-0.020% Ti, 0.01-0.05% Al, 0.001-0.004% Ca, 0.001-0.005% N and balance Fe and other unavoidable impurities . Wirtschaftlicher Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Massengehalt an chemischen Elementen gleichzeitig erfüllt ist: 0,34%≤C+Mn/6≤0,38%, 0,30%≤Cr+Mo≤0,40% und 2,5≤Ti/N≤5,0, wobei C, Mo, Cr, N, Ti und Mn alle den Massengehalt der entsprechenden Elemente bezeichnen.Economical steel with low yield point ratio and high strength claim 1 or 2 , characterized in that the mass content of chemical elements is fulfilled at the same time: 0.34%≤C+Mn/6≤0.38%, 0.30%≤Cr+Mo≤0.40% and 2.5≤Ti/ N≤5.0, where C, Mo, Cr, N, Ti and Mn all denote the mass content of the corresponding elements. Wirtschaftlicher Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass er auch 0<B≤0,0005% enthält.Economical steel with low yield point ratio and high strength claim 1 or 2 , characterized in that it also contains 0<B≤0.0005%. Wirtschaftlicher Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass P≤0,015% und/oder S≤0,002% in den anderen unvermeidbaren Verunreinigungen.Economical steel with low yield point ratio and high strength claim 2 , characterized in that P≤0.015% and/or S≤0.002% in the other unavoidable impurities. Wirtschaftlicher Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Massengehalt an chemischen Elementen mindestens einen der folgenden erfüllt: 0,050-0,075% C, 1,65-1,80% Mn, 0,06-0,18% Mo und 0,045-0,065% Nb.Economical steel with low yield point ratio and high strength claim 1 or 2 , characterized in that the mass content of chemical elements satisfies at least one of the following: 0.050-0.075% C, 1.65-1.80% Mn, 0.06-0.18% Mo and 0.045-0.065% Nb. Wirtschaftlicher Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sein Gefüge polygonaler Ferrit + Martensit-Austenit-Bestandteil + körniger Bainit ist.Economical steel with low yield point ratio and high strength claim 1 or 2 , characterized in that its structure is polygonal ferrite + martensite-austenite component + granular bainite. Wirtschaftlicher Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Phasenanteil des polygonalen Ferrits 5-25% und ein Phasenanteil des Martensit-Austenit-Bestandteils 2-10% beträgt.Economical steel with low yield point ratio and high strength claim 7 , characterized in that a phase ratio of the polygonal ferrite is 5-25% and a phase ratio of the martensite-austenite component is 2-10%. Wirtschaftlicher Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der polygonale Ferrit eine durchschnittliche Korngröße von weniger als 10 µm aufweist und/oder der Martensit-Austenit-Bestandteil eine durchschnittliche Größe von weniger als 2 µm aufweist.Economical steel with low yield point ratio and high strength claim 7 , characterized in that the polygonal ferrite has an average grain size of less than 10 µm and/or the martensite-austenite component has an average size of less than 2 µm. Wirtschaftlicher Stahl mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass seine Eigenschaften mindestens eine der folgenden erfüllen: eine Streckgrenze Rt0,5 von 560-680 MPa, eine Zugfestigkeit Rm von 640-760 MPa, ein Streckgrenzenverhältnis Rt0,5/Rm von 0,89 oder weniger und eine Dehnung A50,8 von 22% oder mehr; eine Charpy-Schlagarbeit AKV bei -20°C von 230 J oder mehr und eine Bruchscherflächenrate in einem Fallgewichtsreißtest (DWTT) SA% bei -15°C von 85% oder mehr.Economical steel with low yield point ratio and high strength claim 1 or 2 , characterized in that its properties satisfy at least one of the following: a yield strength Rt 0.5 of 560-680 MPa, a tensile strength Rm of 640-760 MPa, a yield strength ratio Rt 0.5 /Rm of 0.89 or less and a elongation A 50.8 of 22% or more; a Charpy impact work AKV at -20°C of 230 J or more and a fracture shear surface rate in a falling weight tear test (DWTT) SA% at -15°C of 85% or more. Verfahren zur Herstellung eines wirtschaftlichen Stahls mit niedrigem Streckgrenzenverhältnis und hoher Festigkeit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, das die Schritte umfasst: (1) Schmelzen und Stranggießen; (2) Wiedererwärmung; (3) Walzen; und (4) Kühlen: unter Verwendung eines zweistufigen DQ+ACC-Kühlverfahrens, wobei die anfängliche Kühltemperatur 700-750°C beträgt, eine Kühlrate in einer DQ-Stufe 30-40°C/s beträgt, die Stoppkühltemperatur in der DQ-Stufe 550-620°C beträgt, eine Kühlrate in einer ACC-Stufe 10-25°C/s beträgt und die Stoppkühltemperatur in der ACC-Stufe 430-530°C beträgt.A method of producing an economical, low yield point ratio, high strength steel according to any one of Claims 1 until 10 comprising the steps of: (1) melting and continuous casting; (2) rewarming; (3) rollers; and (4) cooling: using a two-stage DQ+ACC cooling method, wherein the initial cooling temperature is 700-750°C, a cooling rate in a DQ stage is 30-40°C/s, the stop cooling temperature in of the DQ stage is 550-620°C, a cooling rate in an ACC stage is 10-25°C/s, and the stop cooling temperature in the ACC stage is 430-530°C. Herstellungsverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (1) die Schwankung der Gießgeschwindigkeit des Stranggießens in einem Bereich von ± 0,3 m/min gesteuert wird und die Entmischung durch dynamische Weichreduzierung gesteuert wird.manufacturing process claim 11 , characterized in that in step (1) the fluctuation of the casting speed of the continuous casting is controlled in a range of ± 0.3 m/min and the segregation is controlled by dynamic soft reduction. Herstellungsverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (2) die Wiedererwärmungstemperatur auf 1100-1160°C gesteuert wird.manufacturing process claim 11 , characterized in that in step (2) the reheating temperature is controlled to 1100-1160°C. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (3) während einer Vorwalzstufe die Vorwalztemperatur auf 950-1080°C gesteuert wird, ein Einstich-Reduzierungsverhältnis der letzten zwei Stiche des Vorwalzens auf 15% oder mehr gesteuert wird, und die Walztemperatur des letzten Stichs des Vorwalzens auf 950-990°C gesteuert wird.Manufacturing process according to one of Claims 11 until 13 characterized in that in step (3), during a roughing stage, the roughing temperature is controlled to 950-1080°C, a pass reduction ratio of the last two passes of roughing is controlled to 15% or more, and the rolling temperature of the last pass of roughing is controlled to 950-990°C. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (3) während einer Fertigwalzstufe die Fertigwalztemperatur auf 770-860°C gesteuert wird, ein Gesamtreduzierungsverhältnis des Fertigwalzens auf 70% oder mehr gesteuert wird und die Endwalztemperatur des Fertigwalzens auf 770-820°C gesteuert wird.Manufacturing process according to one of Claims 11 until 13 characterized in that in step (3), during a finish rolling stage, the finish rolling temperature is controlled to 770-860°C, a total reduction ratio of finish rolling is controlled to 70% or more, and the finish rolling temperature of finish rolling is controlled to 770-820°C.
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