專利名稱：一種屈服強(qiáng)度460MPa級(jí)低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板材的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板材的制造方法，尤其是涉及用于制造各種工程機(jī)械設(shè)備的一種低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板材的制造方法。
背景技術(shù)：
工程機(jī)械的制造自上世紀(jì)70年代以來，向高參數(shù)化、大型化和輕量化方向發(fā)展，從而促進(jìn)了工程機(jī)械用鋼的開發(fā)和生產(chǎn)。如制造大型礦山的采掘、裝載和運(yùn)輸設(shè)備需用的高強(qiáng)度焊接結(jié)構(gòu)鋼。目前國際上早已有抗拉強(qiáng)度60公斤級(jí)(屈服強(qiáng)度460MPa級(jí))的高強(qiáng)度鋼板的生產(chǎn)。在我國寶鋼和武鋼的科研工作者，利用Nb-V復(fù)合微合金化和TMCP技術(shù)，相繼開發(fā)了BHW60A和HG60等相當(dāng)于屈服強(qiáng)度460MPa級(jí)的工程機(jī)械用鋼。到目前為止，Q460C、D、E已經(jīng)是一個(gè)成熟的牌號(hào)，國內(nèi)一般中厚板廠都能生產(chǎn)。但是由于這種鋼材中所用的Nb、V量較高，一般配比為Nb為0.03-0.06wt％，V為0.05-0.08wt％，所以煉鋼成本很高，另外為了得到較好的沖擊韌性，要求很低的終軋溫度，既增大了軋機(jī)的負(fù)荷和能耗，生產(chǎn)效率也較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服上述技術(shù)存在的缺陷，大幅度降低屈服強(qiáng)度460Mpa級(jí)高強(qiáng)鋼中合金元素用量，并研究出一種合適的TMCP工藝窗口，使此種鋼的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)易、節(jié)能、高效。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是主要選用化學(xué)成分為C、Si、Mn、Nb、Ti、Als和Fe元素組配，其配比為C 0.13-0.20wt％，Si 0.2-0.5wt％，Mn 1.30-1.70wt％，Nb 0.01-0.02wt％，Ti 0.005-0.01wt％，Als 0.005-0.015wt％，其余為Fe；控軋控冷工藝條件是加熱溫度1200-1250℃，I階段開軋溫度為1100-1150℃，終軋溫度980-1020℃，II階段開軋溫度880-920℃，終軋溫度780-820℃，軋后進(jìn)行冷卻，開冷溫度760-800℃，終冷溫度630-690℃，冷卻速度為10-20℃/s。軋后冷卻是采用層流，水幕或氣霧冷卻方式。經(jīng)控軋控冷工藝后得到的是具有多邊形鐵素體、珠光體、針狀鐵素體和少量粒狀貝氏體的復(fù)相組織。
本發(fā)明與已有技術(shù)相比，有如下的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)1.微合金化元素的用量大幅度降低，Nb+Ti低于0.03wt％，從而大幅度降低了煉鋼成本，同時(shí)減少了鑄坯開裂現(xiàn)象的發(fā)生；
2.TMCP工藝易于實(shí)現(xiàn)，適合國內(nèi)多數(shù)低強(qiáng)度中厚板軋機(jī)生產(chǎn)，與普通屈服強(qiáng)度345MPa的C、D級(jí)鋼板生產(chǎn)節(jié)奏相當(dāng)，不降低生產(chǎn)效率；3.室溫組織以多邊形鐵素體和珠光體為主；鐵素體晶粒尺寸為5微米；無明顯帶狀組織；4.所發(fā)明高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板材無明顯厚度效應(yīng)，適于厚規(guī)格鋼板生產(chǎn)；脆性轉(zhuǎn)變溫度低于-40℃，應(yīng)變時(shí)效強(qiáng)度弱化效應(yīng)??；脆性裂紋止裂性能高。其余各項(xiàng)力學(xué)性能滿足GB/T1591-94中Q460C、D、E級(jí)鋼板的要求。


圖1是本發(fā)明低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板材金相組織照片。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明化學(xué)成分，采用某企業(yè)工業(yè)轉(zhuǎn)爐3個(gè)批次的連鑄坯，制成厚100×寬90×長(zhǎng)250mm方坯，在實(shí)驗(yàn)軋機(jī)上模擬實(shí)現(xiàn)控軋控冷工藝，分別軋制厚度規(guī)格為12mm、20mm和30mm的鋼板，每種規(guī)格為一個(gè)實(shí)施例，試樣編號(hào)分別為1、2、3，化學(xué)成分見下表1，控軋控冷工藝見表2，機(jī)械性能見表3，金相組織見圖1。
表1 實(shí)施例鋼坯的化學(xué)成分wt％

表2 實(shí)施例的控軋控冷工藝制度

表3 實(shí)施例機(jī)械性能

權(quán)利要求
1.一種屈服強(qiáng)度460MPa級(jí)低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板材的制造方法，主要選用化學(xué)成分為C、Si、Mn、Nb、Ti、Als和Fe組配，其特征在于板材的化學(xué)成分配比為C0.13-0.20wt％，Si 0.2-0.5wt％，Mn 1.30-1.70wt％，Nb 0.01-0.02wt％，Ti 0.005-0.01wt％，Als 0.005-0.015wt％，其余為Fe；控軋控冷工藝條件是加熱溫度1200-1250℃，I階段開軋溫度為1100-1150℃，終軋溫度980-1020℃，II階段開軋溫度880-920℃，終軋溫度為780-820℃，軋后進(jìn)行快速冷卻，開冷溫度760-800℃，終冷溫度630-690℃，冷卻速度為10-20℃/s。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種屈服強(qiáng)度460MPa級(jí)低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板材的制造方法，其特征在于軋后冷卻采用層流，水幕或氣霧冷卻方式。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種屈服強(qiáng)度460MPa級(jí)低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板材的制造方法，其特征在于經(jīng)控軋控冷工藝后得到的是具有多邊形鐵素體、珠光體、針狀鐵素體和少量粒狀貝氏體的復(fù)相組織。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種屈服強(qiáng)度460MPa級(jí)低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板材的制造方法，選用主要化學(xué)成分C、Si、Mn、Nb、Ti、Als和Fe組配，其重量百分配比為C 0.13－0.20，Si 0.2－0.5，Mn 1.30－1.70，Nb 0.01－0.02，Ti 0.005－0.01，Als 0.005－0.015，其余為Fe；控軋控冷工藝條件是加熱溫度1200－1250℃，分兩階段軋制，軋后進(jìn)行快速冷卻，得到多邊形鐵素體、珠光體、針狀鐵素體和少量粒狀貝氏體的復(fù)相組織，與目前普遍采用Nb－V復(fù)合微合金化屈服強(qiáng)度460MPa級(jí)低合金高強(qiáng)度鋼板材相比，具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，微合金化元素的用量大幅度降低，Nb+Ti含量低于0.03wt％，從而大幅度降低煉鋼成本，同時(shí)減少了鑄坯開裂現(xiàn)象發(fā)生，其鋼材可廣泛用于工程機(jī)械制造行業(yè)。
文檔編號(hào)C22C38/14GK1537968SQ0313404
公開日2004年10月20日 申請(qǐng)日期2003年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月23日
發(fā)明者劉彥春, 李艷梅, 朱伏先, 劉相華, 王國棟 申請(qǐng)人:東北大學(xué)