[發明專利]一種稀土-鈦微合金化高強度中厚板及其制造方法

在審

• 申請號: 202011331273.6
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112458368A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 李文雙;孟憲成;徐洪慶;楚志寶;俞飛;閆文凱;付鵬沖
• 申請（專利權）人: 天津市新天鋼鋼鐵集團有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/08;C22C38/14;C22C38/16;C21D8/02;C22C33/04
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 范建良

本發明公開了一種稀土?鈦微合金化高強度中厚板及其制造方法。鋼的牌號Q390CTi，包含：碳0.10％～0.18％，硅0.10％～0.30％，錳0.60％～1.10％，鈦0.04％～0.08％，鎳≤0.05％，銅≤0.15％，鋁0.010％～0.050％，磷≤0.020％，硫≤0.020％，稀土Re 0～0.05％。本發明通過稀土和鈦對鋼進行微合金化處理，保證高強度中厚板Q390CTi具有更高的強度，更高的表面質量，更穩定的性能，更高的使用壽命。

技術領域

本發明涉及高強度中厚板技術領域，特別是涉及一種稀土-鈦微合金化高強度中厚板及其制造方法。

背景技術

高強度中厚板主要應用于建筑工程、機械制造、容器制造、造船、橋梁建造等。還可以用來制造各種容器、爐殼、爐板、橋梁及汽車鋼板等。

在中厚板的使用過程中，隨著強度要求的提高，塑性、韌性都會或多或少的受到影響。尤其是在低溫環境中，對高強度中厚板的低溫韌性要求更加苛刻，想要提高強度最經濟的辦法就是提高C含量，但是提高C含量就對中厚板的焊接性能和塑性、韌性帶來了不利的影響。當連鑄機的狀態不好時，生產出的鑄坯存在較大級別的內部缺缺陷也會造成普通高強度中厚板的性能不合甚至嚴重的分層，嚴重威脅著材料使用后工程的安全。

需要說明的是，發明人曾經申請公開一種稀土合金化研磨球用鋼及其制造方法，其專利號為CN201810573584.X，稀土研磨球用鋼是一種棒材產品，與本申請的稀土-鈦合金化中厚板屬于不同的鋼種，而且成分體系完全不同；按照原來的成分體系并不實用本發明，達到預期的性能，因此如何設計出一種更高的強度，更高的表面質量，更穩定的性能，更高使用壽命的高強度中厚板新材料，是本發明需要解決的問題。

發明內容

本發明就是針對上述存在的缺陷而提供一種稀土-鈦微合金化高強度中厚板及其制造方法。鋼的牌號Q390CTi，通過添加鈦和稀土Re進行合金化以及優化關鍵過程控制點，有效的保證Q390CTi具有更高的強度，更高的表面質量，更穩定的性能，更高的使用壽命。

本發明的技術方案為：

一種稀土-鈦微合金化高強度中厚板，鋼牌號Q390CTi，成分包括按質量百分比的：碳0.10％～0.18％，硅0.10％～0.30％，錳0.60％～1.10％，鈦0.04％～0.08％，鎳≤0.05％，銅≤0.15％，鋁0.010％～0.050％，磷≤0.020％，硫≤0.020％，稀土Re0～0.05％，余量為鐵和不可避免的元素。

作為優選Ti的作用：鈦在鋼中的固溶度很小，基本不能產生固溶強化作用，它的微合金化作用主要體現在細晶強化和析出強化，100nm以下的TiN或Ti(NC)能在加熱和熱軋過程中阻礙奧氏體晶粒長大，隨后冷卻和卷取過程中彌散析出的Ti(C)能顯著提高鋼的強度。鈦與鋼中的硫結合形成難變形的Ti4C2S2，避免錳與硫反應生成MnS沿軋制方向延伸成帶狀，減輕鋼性能的各向異性。此外，Ti能顯著改善焊縫和熱影響區的強度和韌性。

作為優選稀土Re元素的作用：稀土被稱為“工業味精”，微量的稀土就能起到顯著提高鋼材性能的作用。稀土元素因獨特的電子殼結構而具有極強的化學活性，4f殼層結構的能價態可變和和大原子尺寸，是鋼極強的凈化劑和潔凈鋼夾雜物的有效變質劑，是有效控制鋼中弱化源、降低局域區能態和鋼局域弱化的強抑制劑。具體作用如下：

1.深度凈化,控制弱化源：主要表現在：可深度降低氧和硫的含量,降低磷、硫、氫、砷、銻、鉍、鉛、錫等低熔點元素的有害作用。用俄歇能譜和離子探針研究了硫和稀土元素在高速鋼晶界上的偏聚。稀土元素使晶界P偏聚減少，消除形成Fe3P弱化晶界的有害作用，改善了晶界狀態，從而強化了晶界，阻礙了晶間斷裂，增加穿晶斷裂分數。