[發(fā)明專(zhuān)利]一種600MPa級(jí)別高強(qiáng)工程機(jī)械用鋼及其生產(chǎn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010237136.6
• 申請(qǐng)日: 2010-07-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101899616A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張鵬程;趙林;李明;魏建全;武軍寬;李彬;王倫;王曉東;潘輝;李飛;于千;李瑞恒
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 河北省首鋼遷安鋼鐵有限責(zé)任公司;首鋼總公司
• 主分類(lèi)號(hào): C22C38/14
• 分類(lèi)號(hào): C22C38/14;C21D8/02
• 代理公司: 北京華誼知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工程機(jī)械用鋼技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種600MPa級(jí)別高強(qiáng)工程機(jī)械用鋼及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

高強(qiáng)工程機(jī)械用鋼是以C-Mn鋼為基礎(chǔ)加入Mo、Nb、V、Ti等微合金元素的低合金高強(qiáng)度鋼。目前，高強(qiáng)度鋼板在工程機(jī)械行業(yè)和煤礦機(jī)械行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，需求厚度以4-80mm為主，其中，20mm以下厚度鋼板主要為板卷開(kāi)平類(lèi)產(chǎn)品，絕大多數(shù)被應(yīng)用于工程機(jī)械行業(yè)，用于制造起重機(jī)吊臂、車(chē)架等；20mm以上厚度鋼板主要為中厚板類(lèi)產(chǎn)品，多數(shù)被應(yīng)用于煤礦機(jī)械行業(yè)。由于熱軋板卷沒(méi)有中厚板那樣強(qiáng)的控制控冷手段，往往需要添加更多合金元素，提高了成本，并且板卷在使用過(guò)程中需要開(kāi)平，殘余應(yīng)力對(duì)板形影響很大，為了減小或消除殘余應(yīng)力影響，板卷在生產(chǎn)過(guò)程中多采用平整矯直和熱處理工藝，也增加了成本。國(guó)內(nèi)只有寶鋼、鞍鋼、武鋼等少數(shù)幾家生產(chǎn)600級(jí)高強(qiáng)鋼板，大多添加Mo、V等貴金屬，控軋控冷加熱處理生產(chǎn)，其工序復(fù)雜、成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種600MPa級(jí)別高強(qiáng)工程機(jī)械用鋼及其生產(chǎn)方法，無(wú)需添加Mo、V等昂貴元素，采用動(dòng)態(tài)輕壓下技術(shù)，有效控制中心偏析和中心疏松，使其具有高強(qiáng)度的同時(shí)保持高的韌性，并采用軋后入保溫坑緩冷的方法消除殘余應(yīng)力，生產(chǎn)出屈服強(qiáng)度在600MPa以上的高強(qiáng)工程機(jī)械用鋼熱軋板卷，熱軋板卷在-20℃V型夏比沖擊功≥40J。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明涉及一種600MPa級(jí)高強(qiáng)工程機(jī)械用鋼熱軋板卷的化學(xué)成分按重量百分比為C：0.06-0.09％、Si：0.15-0.25％、Mn：1.4-1.6％、P：≤0.020％、S：≤0.010％、Alt：0.020-0.060％、Nb：0.040-0.060％、Ti：0.09-0.12％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。

本發(fā)明的600MPa級(jí)高強(qiáng)工程機(jī)械用鋼熱軋板卷無(wú)需添加Mo、V等昂貴元素，僅在C-Mn鋼基礎(chǔ)上復(fù)合添加Nb、Ti微合金元素，Nb+Ti≤0.18％。

生產(chǎn)600Mpa級(jí)高強(qiáng)工程機(jī)械用鋼熱軋板卷的生產(chǎn)方法，包括冶煉、軋制，其特征在于：

(1)冶煉采用全保護(hù)澆注工藝，即鋼包到中間包保護(hù)采用長(zhǎng)水口加氬封，利用密封墊圈和氬封來(lái)防止空氣滲入；中間包到結(jié)晶器的注流保護(hù)采用SEN的連接加氬封，控制鑄坯的P≤0.020％、S≤0.010％、[o]≤20ppm，[N]≤30ppm。采用動(dòng)態(tài)輕壓下技術(shù)，有效控制中心偏析和中心疏松，保證板卷在高強(qiáng)度的同時(shí)保持高的韌性。

(2)采用兩機(jī)架粗軋和六機(jī)架精軋模式生產(chǎn)，粗軋階段采用六道次軋制，精軋階段采用六道次精軋，在奧氏體未再結(jié)晶區(qū)壓下量65％～70％，終軋溫度控制在820～860℃。

(3)采用前端層流冷卻模式，出精軋后快冷到目標(biāo)溫度，卷取溫度控制在550～600℃范圍內(nèi)，冷卻速度控制在5～10℃/s。

(4)卷取后30分鐘以?xún)?nèi)放入保溫坑進(jìn)行緩冷。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

目前國(guó)內(nèi)外主要采用在Nb、Ti基礎(chǔ)上添加一定量的Mo、V等合金元素、采用軋后調(diào)質(zhì)方式進(jìn)行熱處理生產(chǎn)600MPa級(jí)高強(qiáng)工程機(jī)械用鋼熱軋板卷。應(yīng)用本發(fā)明的最大優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需添加昂貴的Mo、V等合金元素即可生產(chǎn)出低成本的600MPa級(jí)高強(qiáng)工程機(jī)械用鋼熱軋板卷，并通過(guò)板卷緩冷方式消除殘余應(yīng)力，減少開(kāi)平后的板形不良率，無(wú)需平整矯直和其它熱處理方式。應(yīng)用本發(fā)明可以大大降低成本、簡(jiǎn)化生產(chǎn)流程、提高開(kāi)平板的成材率，節(jié)能降耗，具體為：

1、本發(fā)明以低成本為路線(xiàn)，無(wú)需添加Mo、V等昂貴元素，僅在C-Mn鋼基礎(chǔ)上復(fù)合添加Nb、Ti微合金元素，Nb+Ti≤0.18％，合金成本比國(guó)內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)節(jié)省210元左右。

2、采用全保護(hù)澆注工藝，控制鑄坯的P≤0.020％、S≤0.010％、[o]≤20ppm，[N]≤30ppm。采用動(dòng)態(tài)輕壓下技術(shù)，有效控制中心偏析和中心疏松，保證板卷在高強(qiáng)度的同時(shí)保持高的韌性。

3、本發(fā)明采用六機(jī)架精軋，相比于七機(jī)架精軋，可以獲得更大的壓縮比，尤其在奧氏體未再結(jié)晶區(qū)壓下量大于65％，促使微合金元素碳氮化物的析出，增加未再結(jié)晶奧氏體晶界、形變帶和位錯(cuò)等晶體缺陷，以增加有效晶界面積，提高鐵素體形核率，從而細(xì)化相變后鐵素體晶粒，獲得更加良好的細(xì)晶強(qiáng)化效果。細(xì)晶強(qiáng)化是唯一可以獲得高強(qiáng)度和高韌性的強(qiáng)化手段，這樣可以在減少M(fèi)o、V等昂貴元素的使用，降低成本。