[發(fā)明專利]一種100mm、400MPa級高強度特厚鋼板及其制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810224732.3
• 申請日: 2008-12-26
• 公開（公告）號: CN101476081A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發(fā)明（設計）人: 隋鶴龍;姜中行;劉相華;白學軍;顧林豪;吳斌;麻慶申;何元春;趙德文;李婧;王根磯;張學峰;謝翠紅;危尚好;連玉棟;田士平
• 申請（專利權）人: 首鋼總公司;秦皇島首秦金屬材料有限公司
• 主分類號: C22C38/14
• 分類號: C22C38/14;B21B37/74;B21B37/16
• 代理公司: 北京華誼知識產(chǎn)權代理有限公司
• 代理人: 劉月娥

技術領域

本發(fā)明屬于特厚鋼板軋制工藝的技術領域，特別涉及一種100mm、400MPa級高強度特厚鋼板及其制造方法，鋼板牌號Q420，復合微合金化、非熱處理，用于代替熱處理微合金化Q420特厚板，實現(xiàn)控軋控冷工藝生產(chǎn)高強度特厚鋼板。

背景技術

隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，機械和建筑用厚鋼板的市場需求量越來越大，對于鋼板厚度規(guī)格要求不斷增加，性能要求不斷提高。以前普遍采用的Q345MPa級鋼板，如SM490B、A572Gr50、Q345D、Q345GJD等，已不能滿足鋼結構建筑的發(fā)展需要，剛剛建設完成的央視主樓、國家游泳中心、國家體育場，其部分構件已開始采用強度更高的Q390D、Q420C、Q460E鋼板，預計今后國內(nèi)外大量使用的將是高性能的Q420、Q460以及更高級別的鋼種。國內(nèi)已有工廠利用厚板軋機生產(chǎn)Q420100mm特厚板的先例。但是在成分設計上微合金化元素添加量較高，且軋制后需進行熱處理工序，生產(chǎn)成本高，降低市場的競爭力。如能使其在少添加微合金元素、軋后非熱處理的情況下生產(chǎn)出符合GB/T1591—94性能要求的100mmQ420特厚板，用以代替微合金化+軋后熱處理特厚板的生產(chǎn)，不僅具有巨大的經(jīng)濟效益，而且增加了鋼材的可回收性，對于我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種100mm、400MPa級高強度特厚鋼板及其制造方法，利用連鑄坯，在寬厚板軋機上采用控制軋制控制冷卻的方法生產(chǎn)出符合GB/T1591—94性能要求的Q420高強度低合金特厚板，提高生產(chǎn)效率，擴大生產(chǎn)規(guī)模。

本發(fā)明是在我國現(xiàn)有Q420鋼基本成分上，通過成分微調(diào)和控軋控冷技術，生產(chǎn)屈服強度在400MPa以上，抗拉強度在550MPa以上，延伸率在20％以上，同時具有良好使用性能的厚度規(guī)格100mm高強度低合金特厚鋼板，省去軋后的熱處理環(huán)節(jié)，并減少添加Nb、V、Ti等微合金化元素，節(jié)省資源、節(jié)約能源，符合國家的環(huán)保節(jié)能理念。

本發(fā)明提供Q420高強度低合金特厚板，其化學成分(重量％)為：C?0.14～0.18％，Si?0.35-0.40％，Mn?1.45～1.60％，Nb?0.025～0.040，V?0.030～0.090，Ti?0.010～0.020，P<0.01％，S<0.008％，其余為鐵Fe。

本發(fā)明的化學成分設計依據(jù)是：

相對Q420級別熱處理鋼，C含量和Si含量幾乎沒有變化，適當提高Mn含量到1.45～1.60％，擴大奧氏體未再結晶的范圍，充分利用奧氏體未再結晶控制軋制和軋后控制冷卻，提高鋼的強度；此外，適當添加了Nb、V和Ti微合金化元素，充分發(fā)揮微合金化元素的晶粒細化和沉淀強化作用，改善鋼板的強度和沖擊韌性；煉鋼過程中嚴格控制硫、磷含量，提高鋼水的純凈度。

本發(fā)明對Q420高強度厚度規(guī)格100mm特厚鋼板提供了一種新的控制軋制工藝制度，即：

1、軋制工藝：加熱溫度1230～1250℃，出爐溫度設在1200～1230℃，加熱速度控制在1.0～1.2mm/min；軋制方式最多可采用6塊套軋，軋制工藝采用奧氏體再結晶區(qū)和奧氏體未再結晶區(qū)兩階段控制軋制，奧氏體再結晶區(qū)軋制終軋溫度設為1020～990℃，粗軋成1.7～2.0倍成品厚度的中間坯，每道次壓下率為12～15％；奧氏體未再結晶區(qū)開軋溫度為830～800℃，終軋溫度820～790℃。

2、軋后冷卻工藝：采用層流冷卻，終冷溫度630～600℃，冷卻速率10～8℃/s。

所述的多塊套軋即多塊鋼軋制技術。多塊鋼軋制技術代表著國內(nèi)最先進的厚板軋制工藝技術水平，其最大優(yōu)點是可以利用厚板軋制過程中控軋控冷的時間間隙進行另外1～5塊板坯的軋制，最多可有六塊鋼板同時進行軋制。多塊鋼軋制使軋制設備和待溫時間的利用效率大幅提高，極大地節(jié)約了成本，降低了能耗，也滿足了低溫控軋鋼種的軋制要求。

采用該TMCP工藝的依據(jù)是：

成分中添加少量Nb、V、Ti等高溫難溶元素，為了合金元素能充分溶解，適當提高加熱溫度到1230-1250℃；高溫區(qū)奧氏體再結晶控制軋制，為使再結晶充分進行，盡量增加道次壓下率，通過反復軋制反復再結晶來細化奧氏體晶粒；低溫未再結晶區(qū)軋制時，充分利用道次間的形變累積效應和形變奧氏體晶內(nèi)缺陷誘發(fā)的強制相變機制，使微合金碳氮化物彌散析出，強化鋼材。

本發(fā)明特厚板與同強度級別的低合金高強度特厚板相比具有如下優(yōu)點：