[發明專利]一種結構鋼及其制造方法

有效

• 申請號: 201910451750.3
• 申請日: 2019-05-28
• 公開（公告）號: CN112011728B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 孔偉;李占杰;毛天成;郝英敏
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/12;C22C38/14;C21D8/02
• 代理公司: 上海東信專利商標事務所(普通合伙) 31228
• 代理人: 楊丹莉;李丹

本發明公開了一種結構鋼，其化學質量百分比為：C：0.13?0.18％，Si：0.2?0.4％，Mn：0.8?0.99％，Al：0.04?0.06％，余量為Fe和其他不可避免的雜質。此外，本發明還公開了一種制造方法，其包括步驟：加熱、軋制和冷卻；其中：在加熱步驟，控制板坯加熱溫度為1050?1150℃；在軋制步驟，控制再結晶軋制溫度≥980℃；非再結晶軋制溫度為開軋：980～880℃，終軋：900?800℃；在冷卻步驟，控制冷卻速度為3?15℃/s，終止冷卻溫度為650?750℃。該結構鋼在不同的強度級數上均機械性能表現優良，并且具有較好的延伸沖擊性能。

技術領域

本發明涉及一種鋼種及其制造方法，尤其涉及一種強度較高的鋼種及其制造方法。

背景技術

通過控冷控軋(簡稱TMCP)工藝所獲得的鋼板的生產特點在于軋制過程中對軋制溫度和冷卻溫度進行控制，以實現鋼板的優異性能，其應用領域十分廣泛。這是因為：TMCP是一項節約合金和能源的工藝，結合TMCP工藝控制軋制生產的鋼板相比傳統的微合金高強船板鋼，性能相近，而合金元素加入量可大幅減少，經濟優勢非常明顯。此外，采用TMCP工藝軋制可以細化鋼板的晶粒，通過控制冷卻溫度和速率，可以得到不同的金相組織，從而可以實現使用同一成分來獲得不同機械性能的可能。

在現有技術中，例如：公開號為CN102021293A，公開日為2011年4月20日，名稱為“一種Q345q的減量化軋制方法”的中國專利文獻公開了一種Q345q的減量化軋制方法。在該專利文獻所公開的技術方案中，其采用一種低成本成分體系板坯通過加熱和軋制控制獲得性能較好的Q345q產品，特點在于采用高碳錳而無合金的低成本成分。

又例如：公開號為CN107326273A，公開日為2017年11月7日，名稱為“釩氮系Q460強度級別低溫容器用鋼板及其生產方法”的中國專利文獻公開了一種釩氮系Q460強度級別低溫容器用鋼板。在該專利文獻所公開的技術方案中，其所得到的釩氮系Q460強度級別低溫容器用鋼板整體性能和組織均勻一致，-40℃沖擊韌性優良。但是需要指出的是，該專利文獻所公開的技術方案中，添加了V、Ni元素，V含量0.15～0.20％，Ni含量0.25～0.35，低溫沖擊性能良好。

基于此，期望獲得一種新結構鋼，其可以在高強度級別鋼內生成細晶鐵素體和少量比率馬氏體的雙相組織結構以達到高抗拉強度。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種結構鋼，該結構鋼機械性能優良，并且具有較好的延伸沖擊性能。

為了實現上述目的，本發明提出了一種結構鋼，其化學元素質量百分比為：

C：0.13-0.18％，Si：0.2-0.4％，Mn：0.8-0.99％，Al：0.04-0.06％，余量為Fe和其他不可避免的雜質。

在本發明所述的結構鋼中，為了充分利用TMCP工藝對鋼板微觀組織的調節，本案發明人設計了如上所述的各化學元素的成分配比，從而使得本發明所述的結構鋼機械性能優良，并且同時具有較好的延伸沖擊性能。其中，本案各化學元素的設計原理如下所述：

C：C是增加鋼材強度的元素。依托固溶強化作用碳可使鋼材強度提高?；诖?，在本發明所述的結構鋼中控制C的質量百分比為0.13-0.18％。

Si：Si作為脫氧劑加入普通碳素鋼。適量硅可提高鋼材的強度，而對塑性、沖擊韌性、冷彎性能及可焊性無顯著的不良影響?；诖耍诒景l明所述的結構鋼中控制Si的質量百分比為0.2-0.4％。

Mn：Mn是一種弱脫氧劑。適量的錳可有效提高鋼材強度，消除硫、氧對鋼材的熱脆影響，改善鋼材熱加工性能，并改善鋼材的冷脆傾向，同時不顯著降低鋼材的塑性、沖擊韌性?；诖耍诒景l明所述的結構鋼中控制Mn的質量百分比為0.8-0.99％。