[發明專利]一種屈服強度550MPa級低溫高韌性熱軋H型鋼及其制備方法

有效

• 申請號: 201711103198.6
• 申請日: 2017-11-10
• 公開（公告）號: CN107794450B
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發明（設計）人: 杜傳治;方金林;尚國明
• 申請（專利權）人: 山東鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/12;C21D8/00;C21D1/18;C21D9/00
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;張紅生

本發明公開了一種屈服強度550MPa級低溫高韌性熱軋H型鋼及其制備方法。本發明所述屈服強度550MPa級低溫高韌性熱軋H型鋼的化學成分按重量百分比為(％)：C：0.10～0.16，Si：0.25～0.45，Mn：0.70～1.55，P≤0.030，S≤0.025，V：0.045～0.08，N：0.008～0.012，其余為Fe及不可避免的雜質。該鋼材生產工藝流程如下：連鑄坯加熱—粗軋—萬能軋制—鋸切定尺—熱處理。本發明根據上述成分經過常規工藝軋制并鋸切定尺后，對H型鋼采用完全淬火并回火的生產工藝，最終H型鋼中獲得回火索氏體、貝氏體及其上面彌散分布的細小碳化物，實現了H型鋼屈服強度不小于550MPa，?60℃縱向沖擊功平均大于50J，具有極低的韌脆轉變溫度。

技術領域

本發明屬于冶金技術領域，具體地，本發明涉及一種屈服強度550MPa級低溫高韌性熱軋H型鋼及其制備方法。

背景技術

國家重大基礎工程中進一步強調節能減排和交通裝備的輕量化，加快制造業綠色改造升級，促進鋼鐵、石化、工程機械、輕工、紡織等產業向價值鏈高端發展。為此，需進一步提高鋼鐵材料的研究力度，致力于開發新型、高強韌性、輕量化的鋼鐵材料，減少對能源和資源的消耗，促進經濟社會可持續發展。而且隨著重點產業的結構調整與產業升級，亟需高性能和高附加值的產品和綠色、高效、低碳的生產模式。然而當前國內熱軋H型鋼仍以Q235級別普碳鋼為主，占國內總產量的70％以上，Q345及以上級別鋼種所占比例偏小，而更高級別的低合金高強鋼所占比例不足5％，而且質量等級不高。發達國家H型鋼則以低合金高強度鋼為主，廣泛用于海洋工程、大跨度、重載及超高層建筑等各類工程結構中，提高了建筑的安全性、美觀性和空間利用率并一定程度增加了建筑的使用壽命。因此國內外迫切需要開發高強度高塑韌性高穩定性能的熱軋H型鋼，不僅可以滿足從北極到南極等全球范圍類惡劣氣候條件下各類大型工程結構建設的需要，而且可以節約鋼材，經濟環保，降低工程建設成本。

由于鋼材的強度與塑韌性指標是一對自然矛盾結合體。一般隨著強度的增加，塑韌性將會發生降低，特別是高強及超高強鋼材這種關系會表現的更加明顯。有時候雖然強度得到了大幅度提高，未兼顧塑韌性指標，當強度增加到一定程度后，鋼材可能在受到很小的力情況下就會發生脆斷，特別是在低溫環靜下使用的鋼材，在確保強度指標滿足安全使用前提下，必須要考慮低溫韌性指標。如何協調和平衡高強度與塑性及低溫沖擊韌性的關系，實現H型鋼屈服強度穩定達到550MPa以上是本發明解決這一技術瓶頸的關鍵技術。在板材方面，目前強度在550MPa及以上級別高性能鋼板大部分都需要通過離線熱處理的方式滿足強韌性及焊接性等要求。而H型鋼相對板材在線軋制控制手段本來就比較少，單方面通過添加合金和在線控制軋制等手段實現高強度性能會更加困難。目前我國的H型鋼生產企業能穩定生產的最高強度級別H型鋼為450MPa，低溫性能方面能滿足-40℃以上環境使用，但需要通過添加高含量的合金元素和控制變形量及實施低溫軋制溫度，往往增大了軋機的負荷，且軋制節奏慢，生產效率低，對設備和生產工藝都帶來了巨大挑戰且仍然存在性能不合格的產品的問題。要想突破550MPa及以上低溫高韌性H型鋼生產更需要添加更多的合金元素和實施更加嚴格的控制軋制和控制冷卻滿足高性能H型鋼的生產，針對這一現狀問題，經過檢索發現：