[發明專利]一種具有?60℃良好低溫韌性的熱軋H型鋼及其生產方法

在審

• 申請號: 201710489339.6
• 申請日: 2017-06-24
• 公開（公告）號: CN107227430A
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 吳保橋;龔慶華;張衛斌;彥井成;吳湄莊;吳堅;邢軍;夏勐;蒲玉梅;張步海;柏勝
• 申請（專利權）人: 馬鞍山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/04
• 分類號: C22C38/04;C22C38/02;C22C38/12;C22C38/08;C22C38/06;C21D8/00
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司34107
• 代理人: 任晨晨

技術領域

本發明屬于金屬材料生產技術領域,具體涉及一種具有-60℃良好低溫韌性的熱軋H型鋼及其生產方法。

背景技術

近年來，能源的開采從環境條件適宜區域向氣候惡劣的北極區域轉移，由于北極地區是氣候條件惡劣的高寒地區，使得在北極等高寒地區建造或使用的油氣開采裝置必須具有高的耐低溫特性，使用的鋼鐵結構材料必須在-50℃～60℃以下的嚴寒條件下，具有優異的低溫沖擊韌性要求。

而按照一般H型鋼生產工藝流程生產出的H型鋼，其韌韌脆轉變溫度在-10℃左右，如用于高寒地區和低溫環境，則在承受動載或沖擊時，容易出現脆斷，造成不必要的損失，用于-60℃及以下環境的H型鋼，其低溫韌性要滿足GB 712中F級鋼的要求；而以異型坯為原料，采用鐵水預處理、低溫大壓下和軋后控冷等措施生產的熱軋H型鋼，-60℃低溫韌性等可滿足GB 712中-60℃沖擊性能要求。同時，采用H型鋼替代焊接H型鋼可以減少焊接工序，提高了工程進度、材料利用率和安全性。

中國發明專利：專利號200410020627.X，公開的H型鋼軋后控制冷卻方法，雖然生產過程中對軋制后的H型鋼采用氣霧冷卻方式在冷卻裝置中進行冷卻，利用相變強化、析出強化和細晶強化機制，得到具有細小晶粒的H型鋼組織狀態，但主要是以提高H型鋼的強度，對低溫韌性方面沒有涉及。

中國發明專利：公開(公告)號CN102051525A，一種低成本Q420qE橋梁用鋼板的生產方法，該專利主要是以連鑄坯為基礎，通過合理的控制軋制和控制冷卻工藝處理，生產10-40mm厚Q420qE鋼板。但該專利的對象為連鑄板坯生產的鋼板，與以異型坯生產的H型鋼在工藝上有較大的差異，且主要涉及-40℃低溫沖擊要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有-60℃良好低溫韌性的熱軋H型鋼，具有極低的韌脆轉變溫度和良好低溫韌性。

本發明還提供了一種具有-60℃良好低溫韌性的熱軋H型鋼的生產方法，控制鋼坯加熱工藝、軋制溫度和冷卻工藝，配合鋼的元素配方，生產的H型鋼具有極低的韌脆轉變溫度和良好低溫韌性，且減少了焊接工序和焊后目視檢查和焊縫探傷等工序，噸鋼可降低成本500元以上。

本發明提供的一種具有-60℃良好低溫韌性的熱軋H型鋼，含有以下重量百分別的元素：碳0.07～0.15％、硅0.15～0.35％、錳1.00～1.45％、磷≤0.020％、硫≤0.015％、釩0.020～0.060％、鈮0.010～0.060％、鎳0.10～0.25％、Als≥0.015％，余量為鐵和不可避免的雜質。

本發明還提供了一種具有-60℃良好低溫韌性的熱軋H型鋼的生產方法，流程為：鐵水預處理→轉爐冶煉→吹氬站→LF精煉→異型坯全保護澆鑄→H型鋼A線軋制。

進一步的，鋼坯加熱工藝控制：加熱溫度控制在1220～1240℃；

進一步的，軋制溫度工藝控制：開軋溫度控制在1050～1150℃；

進一步的，軋制溫度工藝控制：3機架萬能軋制道次開軋溫度控制在910～950℃，終軋溫度控制在780～900℃；

進一步的，冷卻工藝控制：軋件以50℃/s～90℃/s速度冷卻到580～650℃區間相變，回溫至650～710℃，然后自然冷卻到室溫；

進一步的，萬能道次的壓下率控制在50％以上。

由于熱軋H型鋼采用異型坯為原料，受到壓縮比和軋制能力的限制，不能通過低溫大變形來獲得細小的晶粒組織，而變形量對奧氏體再結晶百分數的影響與鋼中Nb、變形溫度有很大關系。當鋼中無Nb時，隨著變形量的增加，再結晶百分數剛開始增加迅速，隨后增加緩慢。當鋼中有Nb時，在變形溫度較低時，再結晶百分數隨變形量的增加而緩慢增加；在變形溫度較高時，奧氏體再結晶百分數隨變形量增加而迅速增加，增加到一定值時，再提高變形量，變形奧氏體再結晶百分數的增加趨勢又變緩。變形溫度再高，如果變形量太小仍然不能達到完全再結晶。本發明的配方配合本發明的工藝通過控制形變溫度下的圧下率，獲得細小鐵素體與珠光體晶粒組織，從而得到良好強韌性效果的熱軋H型鋼產品。