[發明專利]貝氏體組織高強韌性結構鋼Q550D（E）鋼板及其生產方法

無效

• 申請號: 201010597657.2
• 申請日: 2010-12-21
• 公開（公告）號: CN102051522A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 李忠波;朱書成;許少普;張立新;崔冠軍;高照海;袁永旗;于颯;李亮;宋君君;羅濤;王嘎
• 申請（專利權）人: 南陽漢冶特鋼有限公司
• 主分類號: C22C38/04
• 分類號: C22C38/04;C22C33/04;C21D8/02
• 代理公司: 南陽市智博維創專利事務所 41115
• 代理人: 楊士鈞

技術領域

本發明涉及到鋼材，具體涉及到一種貝氏體組織高強韌性結構鋼Q550D（E）鋼板及其生產方法。

背景技術

高強度結構鋼Q550D（E）是一種低合金高強度結構鋼，它具有強度高、韌性好、低溫韌性優良、加工性能和焊接性能好等特點。主要應用在工程機械、煤礦機械、造船和鋼結構等領域。近年來，低合金高強度鋼的應用更為廣泛，國內對此有了大量的研究。但高強度Q550D（E）鋼板以其生產難度大、工藝裝備要求特殊等原因生產成本居高不下，國內部分鋼廠采用TMCP+RPC+T進行生產，工序復雜，還有部分鋼材以調質狀態交貨，鋼板經過淬火和回火兩道熱處理工序，不僅對熱處理設備要求嚴格，更是增加了生產制造周期和生產成本。

發明內容

針對上述問題，經過發明人摸索，獲得了一種采用TMCP工藝生產制造低合金高強度結構鋼Q550D（E）鋼板，從而完成了本發明。

因此，本發明的目的在于提供一種厚度在12-40mm低合金高強度結構鋼Q550D（E）的鋼板。

本發明的另一個目的在于提供這種鋼板的生產方法。

為達到上述目的，本發明采取的技術方案是厚度在12-40mm的保性能、保探傷高強度結構鋼Q550D（E）鋼板包含如下質量百分比的化學成分(單位，wt%)：

C：0.05～0.15、Si：0.10～0.40、Mn：1.40～1.65、P：≤0.010、S：≤0.005、微合金化元素（V+Nb+Ti+Mo+B）：≤0.30、Als：≤0.050，其它為Fe和殘留元素。

碳當量[Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15]：≤0.30。

上述化學元素的作用分析如下：

C：是鋼中最基礎的強化元素，能用微合金元素Nb、V等形成化合物提高強度，但C影響鋼的焊接性能和性。綜合考慮，碳的含量盡量控制的低一些。

Si：是固溶強化元素，對提高鋼板的強度有利。????

Mn：是固溶強化元素，對提高鋼板的強度和韌性均有利。

P：對焊接不利，且具有一定的冷脆性，在本鋼種中屬于有害元素，應控制的盡量低。

S：易形成MnS類夾雜物，具有一定的熱脆性，在本鋼種中屬于有害元素，應控制的盡量低。

V、Nb、Ti：在鋼中能夠與C、N結合，形成微細碳化物或碳氮化物，能起細化晶粒和彌散強化作用，從而達到有效提高鋼材的強韌性的綜合效果。

Mo:適量的加入起到固溶強化的作用，能有效降低γ→α相變速率，抑制多邊形鐵素體和珠光體形核，促進高密度位錯亞結構的針狀鐵素體或微細結構超低碳貝氏體形核，保證鋼板高強度高韌性。

Al：可以起到細化晶粒強化作用。

B：與鋼中Nb形成Nb（B）類析出物，在熱變形后，在奧氏體中通過應變誘導在位錯線上析出，阻礙再結晶，提高再結晶溫度，B原子在晶界偏聚會極大地阻礙新相在晶界處形核，使得先共析鐵素體生成區明顯右移。

所述低合金高強度結構鋼Q550D（E）鋼板厚度在12-40mm，Ceq＜0.42，Pcm＜0.21.

為達到上述目的，本發明采取的生產方法包括：鐵水預處理、轉爐冶煉、LF精煉、VD真空精煉、連續鑄鋼、加熱、TMCP軋制、控冷、堆垛緩冷，在所述轉爐冶煉中，出鋼碳0.03～0.04%，出鋼P≤0.012%，S≤0.010%；點吹次數不得大于2次，避免出鋼過程下渣；在所述LF精煉中，采取大渣量進行造渣，確保白渣成渣時間控制在15min以內，避免渣稀現象發生；在所述真空精煉中，在≤67Pa下的保壓時間按≥20min進行控制；在所述加熱中，加熱爐的保溫溫度控制在1200℃～1220℃；在所述軋制中，開軋溫度1020℃～1120℃；一階段終軋溫度在950℃～1000℃，二階段開軋溫度在880～920℃，二階段采取小壓下軋制，以確保原始板形，終軋溫度800～860℃；在所述控冷中，返紅溫度560～600℃，冷速控制在10～15℃/s；在所述緩冷中，入緩冷坑溫度≥300℃；堆冷時間≥24小時。

通過合理的采取較低碳﹑低錳﹑多元復合微合金元素的化學成分設計，LF+VD工藝來保證鋼質的潔凈度，達到各類夾雜物級別總和不超過3.0，通過控軋控冷+正火處理使鋼的晶粒度達到11～12級，通過上述等措施的有效實施，成功地生產出了12～40mm的保性能、保探傷高強度結構鋼Q550D（E）鋼板。