[發(fā)明專利]一種低屈強(qiáng)比高韌性高錳鋼板及其生產(chǎn)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710971086.6
• 申請(qǐng)日: 2017-10-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107620010A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 莫德敏;鄧建軍;趙文忠;李杰;趙燕青;龍杰;龐輝勇;王通;李博斌;楊現(xiàn)亮;郭維超;王卓;李程
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 舞陽(yáng)鋼鐵有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C22C38/38
• 分類號(hào): C22C38/38;C22C38/02;C22C38/06;C22C38/26;C21D8/02
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司13108
• 代理人: 趙紅強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低屈強(qiáng)比高韌性高錳鋼板及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

目前壓力容器用低溫鋼板和超低溫鋼板多以鎳鋼為主，正火或正火+回火或調(diào)質(zhì)狀態(tài)交貨，如3.5Ni、5Ni或9Ni鋼，鎳為鋼中主要合金元素，采用正火或正火+回火或調(diào)質(zhì)狀態(tài)交貨。鎳鋼在生產(chǎn)制造的過(guò)程中需要大量寶貴的鎳資源進(jìn)行合金化，故資源消耗壓力大，相應(yīng)的生產(chǎn)成本居高不下。因此急需開(kāi)發(fā)一種新型的超低溫環(huán)境用鋼板材料，連鑄生產(chǎn)且該鋼板應(yīng)該具有良好的低溫沖擊韌性，減少鎳含量用量，從而有效降低生產(chǎn)成本。針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明開(kāi)發(fā)了一種低屈強(qiáng)比高韌性高錳鋼板及其生產(chǎn)方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種低屈強(qiáng)比高韌性高錳鋼板；同時(shí)本發(fā)明還提供了一種低屈強(qiáng)比高韌性高錳鋼板的生產(chǎn)方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：一種低屈強(qiáng)比高韌性高錳鋼板，所述鋼板化學(xué)成分組成及其質(zhì)量百分含量為：C：0.30～0.40%，Si：0.20～0.40%，Mn：23.50～25.50%，Cr：3.0～4.0%，Al：0.020～0.040%，Nb：0.020～0.040%，P≤0.008%，S≤0.003%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

本發(fā)明各組分及含量的作用機(jī)理是：

C：碳是鋼中最主要的元素，C溶解在γ鐵素體中形成一種間隙固溶體，呈面心立方結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定奧氏體組織，對(duì)鋼的屈服、抗拉強(qiáng)度、焊接性能產(chǎn)生顯著影響；碳通過(guò)間隙固溶能顯著提高鋼板強(qiáng)度，但碳含量過(guò)高，又會(huì)影響鋼的焊接性能及韌性，碳含量過(guò)低則降低鋼的強(qiáng)度。

Si：在煉鋼過(guò)程中作為還原劑和脫氧劑，同時(shí)Si也能起到固溶強(qiáng)化作用，但超過(guò)0.5%時(shí)，會(huì)造成鋼的韌性下降，降低鋼的焊接性能。

Mn：錳是本發(fā)明材料中是最重要的合金元素，作為一種有效擴(kuò)大奧氏體的元素，錳將奧氏體的臨界轉(zhuǎn)變溫度降至室溫以下，使鋼在室溫下保持奧氏體組織；同時(shí)成本低廉，能增加鋼的韌性、強(qiáng)度和硬度，改善鋼的熱加工性能；錳量過(guò)高，會(huì)減弱鋼的抗腐蝕能力，降低焊接性能。

P、S：在一般情況下，磷和硫都是鋼中有害元素，增加鋼的脆性。磷使焊接性能變壞，降低塑性，使冷彎性能變壞；硫降低鋼的延展性和韌性，在鍛造和軋制時(shí)造成裂紋；因此應(yīng)盡量減少磷和硫在鋼中的含量。

Al：鋁是鋼中常用的脫氧劑。鋼中加入少量的鋁，可細(xì)化晶粒，提高沖擊韌性。鋁還具有抗氧化性和抗腐蝕性能，過(guò)高則影響鋼的熱加工性能、焊接性能和切削加工性能。

Nb：鈮的加入是為了促進(jìn)鋼軋制顯微組織的晶粒細(xì)化，可同時(shí)提高強(qiáng)度和韌性；鈮可在控軋過(guò)程中通過(guò)抑制奧氏體再結(jié)晶有效的細(xì)化顯微組織，并通過(guò)析出強(qiáng)化基體。鈮可降低鋼的過(guò)熱敏感性及回火脆性。焊接過(guò)程中，鈮原子的偏聚及析出可以阻礙加熱時(shí)奧氏體晶粒的粗化，并保證焊接后得到比較細(xì)小的熱影響區(qū)組織，改善焊接性能。

Cr：對(duì)鋼具有很大的強(qiáng)化作用，提高強(qiáng)度、硬度和耐磨性，降低鋼的臨界冷卻速度。

本發(fā)明所述鋼板的最大厚度為30mm。

本發(fā)明所述鋼板屈服強(qiáng)度≥300MPa、抗拉強(qiáng)度700-860MPa、延伸率A50≥40%、-196℃橫向沖擊功平均≥100J。

本發(fā)明還提供了一種低屈強(qiáng)比高韌性高錳鋼板的生產(chǎn)方法，所述生產(chǎn)方法包括煉鋼、連鑄、加熱、軋制和熱處理工序；所述軋制工序，采用二階段軋制工藝。

本發(fā)明所述軋制工序，采用二階段軋制工藝；第一階段為奧氏體再結(jié)晶階段，開(kāi)軋溫度為1050～1100℃，終軋溫度為920～950℃，單道次壓下量為10～30%，累計(jì)壓下率為30～50%。

本發(fā)明所述軋制工序，第二階段為奧氏體未再結(jié)晶階段，開(kāi)軋溫度≤900℃、最佳為870～900℃，終軋溫度為830～880℃；單道次壓下率為10～30%，累計(jì)壓下率為30～50%；軋制后得到半成品鋼板，軋后ACC空冷至室溫即得鋼板成品。

本發(fā)明所述連鑄工序，將冶煉后的鋼水進(jìn)行連鑄，連鑄時(shí)進(jìn)行電磁攪拌或輕壓下，加強(qiáng)凝固末端強(qiáng)冷，得到連鑄坯；鋼水過(guò)熱度10～25℃，拉坯速度為0.85～1.00min/mm，連鑄過(guò)程采用低過(guò)熱度澆鑄和專用保護(hù)渣，澆鑄過(guò)程配合動(dòng)態(tài)輕壓下技術(shù)，連鑄坯堆垛緩冷≥72h。

本發(fā)明所述加熱工序，連鑄坯在連續(xù)式加熱爐中加熱，最高加熱溫度1130～1150℃，保溫溫度1110～1130℃，總加熱時(shí)間≥12min/mm鋼坯厚度，鋼坯厚度為200～330mm。