[發明專利]460MPa級低合金高強度結構用鋼板及其生產方法

無效

• 申請號: 201410647390.1
• 申請日: 2014-11-14
• 公開（公告）號: CN104313468A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 羅毅;鄒德輝;郭斌;張光新;董中波;劉文斌;程吉浩
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵（集團）公司
• 主分類號: C22C38/14
• 分類號: C22C38/14
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 胡鎮西

技術領域

本發明屬于低合金高強度結構用鋼生產工藝領域，具體是指460MPa級低合金高強度結構用鋼及其生產方法。

背景技術

隨著能源、化工、水電、建筑等領域的迅速發展，低合金高強度結構鋼市場需求日益增大，而且為了滿足上述行業中工程結構自重降低，裝載能力提高的發展趨勢，屈服強度在460MPa、且具備較好焊接性能的鋼板(牌號Q460)用量越來越多。該強度級別的鋼板有的以軋制后淬火+回火(調質)的方式生產，有的以軋制后正火的方式生產，以上兩種生產方式不僅碳含量在約0.16％(wt％，以下相同)，碳當量大多不低于0.42％，還添加了Mo、Cr、Cu、Ni、V等貴合金元素，而且生產周期長，能耗高；有的雖然采用熱機械軋制(TMCP)的方式生產，縮短了生產流程，但是其碳當量大多在0.40％左右，并且碳含量≥0.12％，而采用TMCP的方式生產、且碳含量≤0.10％的Q460鋼板又因Mo、Cr、Cu、Ni、V等貴合金元素的加入而成本較高。

發明內容

本發明的目的是根據現有技術的不足提供一種460MPa級低合金高強度結構用鋼及其生產方法，本發明的460MPa級低合金高強度結構用鋼性能好，碳當量不大于0.35，而且成本低，生產過程簡單容易操作。

本發明的技術方案如下：一種460MPa級低合金高強度結構用鋼，它的化學成分按質量百分數計為：C：0.03～0.09％、Si：0.10～0.40％、Mn：1.00～1.60％、Nb：0.01～0.03％、Ti：0.005～0.030％，Als：0.015～0.045％、B：0.0005～0.0030％、P≤0.015％，S≤0.007％，其余為Fe和不可避免雜質；同時該鋼的碳當量CEV＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15，且CEV≤0.35％。

一種上述的460MPa級低合金高強度結構用鋼的生產方法，它依次包括以下步驟：冶煉、精煉、連鑄、鋼坯加熱、控制軋制、控制冷卻、緩冷、成品，其特征在于：

所述鋼坯加熱時，加熱溫度為1150～1250℃；

所述控制軋制時，采用兩階段控軋，使相變前的組織充分細化，第一階段開軋溫度為1030-1150℃，終軋溫度為960-1030℃；第二階段開軋溫度為900-1000℃，終軋溫度為780-860℃；

所述控制冷卻階段時，通過層流或水幕冷卻方式進行控制冷卻，開冷溫度730-830℃，返紅溫度500-650℃。

優選的，所述冶煉過程時，先進行鐵水預處理，再采用轉爐冶煉，通過頂吹或頂底復合吹煉。

優選的，所述精煉過程時，進行微合金化，控制鋼中各化學成分按質量百分數計為：C：0.03～0.09％、Si：0.10～0.40％、Mn：1.00～1.60％、Nb：0.01～0.03％、Ti：0.005～0.030％，Als：0.015～0.045％、B：0.0005～0.0030％、P≤0.015％，S≤0.007％，其余為Fe和不可避免雜質；同時該鋼的碳當量CEV＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15，且CEV≤0.35％。

優選的，所述連鑄過程時，采用電磁攪拌，減少元素偏析。

本發明的C含量選擇在0.03～0.09％。因為C是提高鋼板強度的最有效且最廉價的元素之一，為保證鋼板的強度，C含量的下限為0.03％。但是C含量過高時對鋼板的焊接性能和低溫沖擊韌性將產生不利的影響，因而C含量的上限為0.09％。

本發明的Si含量在0.10～0.40％，Si主要以固溶強化形式提高鋼的強度，同時也是脫氧的必要元素。在本發明鋼中，Si含量太高會降低鋼的低溫沖擊韌性。

本發明的Mn含量在1.00～1.60％，Mn是重要的強韌化元素和良好的脫氧劑、脫硫劑，太低的Mn則不能保證鋼的強度但太高的Mn對鋼坯中心偏析有不利影響，有損于鋼板的韌性，并且在焊接時容易產生裂紋，對于得到本發明鋼的性能來講，也是不必要的。

本發明的Nb含量為0.010～0.030％，Nb是強碳氮化合物形成元素，能提高鋼的奧氏體再結晶溫度。奧氏體可以在更高的軋制溫度下進行軋制。此外Nb在控制軋制連續冷卻過程中的析出強化作用，通過Nb的碳氮化物的應變誘導析出可以釘扎奧氏體晶粒，細化奧氏體晶粒并提高強度及低溫韌性。但過高的Nb也易與Fe、C等元素形成低熔點共晶物，從而增加焊縫金屬產生熱裂紋的傾向。

本發明的Ti含量為0.005～0.030％，Ti是強氮化物形成元素，Ti的氮化物能有效地釘扎奧氏體晶界，因此有助于控制奧氏體晶粒的長大。