一種6-8mm高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板及其制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種6-8mm高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板及其制造方法，本發(fā)明是針對(duì)水泥泵車(chē)、消防云梯和高層救援特種車(chē)輛伸長(zhǎng)臂使用極薄鋼板技術(shù)的市場(chǎng)需求，克服低級(jí)別鋼材強(qiáng)度壽命等技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)低碳、錳含量，加入0.0012%硼和0.08%的鉬元素，利用轉(zhuǎn)爐快速冶煉，經(jīng)過(guò)爐外精煉和脫氣精煉，改進(jìn)鋼水純凈度，經(jīng)過(guò)軋制、淬火和回火技術(shù)改善鋼強(qiáng)、韌性和鋼板平直度，獲得回火索氏體金相組織，該方法流程短、效率高、易操作，易焊接，成本低廉，板形平直度控制滿(mǎn)足現(xiàn)代泵車(chē)、高層消防云梯和救援作業(yè)等伸縮臂結(jié)構(gòu)的制造和使用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種6-8mm高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼板制造方法【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種改進(jìn)6-8_極薄規(guī)格高強(qiáng)結(jié)構(gòu)鋼板強(qiáng)韌性及板形控制的工藝技術(shù)，是一種含有鑰、硼合金設(shè)計(jì)，利用控軋、淬火及回火技術(shù)改善鋼的強(qiáng)韌性的方法，具體為一種6-8mm高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水泥泵車(chē)、消防云梯和高層救援特種車(chē)輛伸長(zhǎng)臂使用的屈服強(qiáng)度超過(guò)770MPa高強(qiáng)鋼，制造過(guò)程及和使用過(guò)程要求伸縮臂平直無(wú)接觸摩擦，而且為了上舉更高，舉物更多，確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的剛性，強(qiáng)度高自重輕，減少鋼板厚度，需求大量的6-8mm極薄規(guī)格高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)中板。因此提出質(zhì)量穩(wěn)定，強(qiáng)度高，韌性好，易焊接和板形平直精度高等技術(shù)要求。過(guò)去只能用滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的Q345B和Q460C鋼級(jí),平直度6mm/m的指標(biāo)，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿(mǎn)足不了需求。采用淬火回火6-8mm極薄規(guī)格770MPa級(jí)別高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板，臂架較Q345B自重減少17%，車(chē)體使用服役壽命延長(zhǎng)10年，適應(yīng)現(xiàn)代高空作業(yè)需求，利于全社會(huì)技術(shù)進(jìn)步和生活質(zhì)量的提聞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述存在的缺陷而提供一種6-8mm高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板及其制造方法，本發(fā)明是針對(duì)水泥泵車(chē)、消防云梯和高層救援特種車(chē)輛伸長(zhǎng)臂使用極薄鋼板技術(shù)的市場(chǎng)需求，克服低級(jí)別鋼材強(qiáng)度壽命等技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)低碳、錳含量，加入0.0012%硼和0.08%的鑰元素，利用轉(zhuǎn)爐快速冶煉，經(jīng)過(guò)爐外精煉和脫氣精煉，改進(jìn)鋼水純凈度，經(jīng)過(guò)軋制、淬火和回火技術(shù)改善鋼強(qiáng)、韌性和鋼板平直度，獲得回火索氏體金相組織，該方法流程短、效率高、易操作，易焊接，成本低廉，板形平直度控制滿(mǎn)足現(xiàn)代泵車(chē)、高層消防云梯和救援作業(yè)等伸縮臂結(jié)構(gòu)的制造和使用。
[0004]本發(fā)明的一種6_8mm高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板技術(shù)方案為，鋼板的成分按重量百分比包括碳 0.10-0.25%，硅 0.15-0.35%，錳 0.80-1.70%，銅≤ 0.55%，磷≤ 0.015%，硫≤ 0.012%,硼0.0005-0.0025%，鑰0.08-0.45%，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
[0005]優(yōu)選的，鋼板的成分按重量百分比包括:碳0.13%，硅0.25%，錳1.20%,銅0.36%，磷0.013%，硫0.002%，硼0.0011%，鑰0.10%，鋁0.030%，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
[0006]鋼板的屈服強(qiáng)度790-860MPa，抗拉強(qiáng)度870_990MPa，延伸率17_26%，_40°C低溫韌性大于50焦耳，鋼的平直度0.9-1.5mm/m。
[0007]所述的一種6_8mm高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板的制造方法，工藝步驟包括:LF爐外精煉；RH真空脫氣；保護(hù)加入硼元素；連鑄；板坯再加熱；粗軋；精軋；精軋板形控制；淬火；淬火板形控制；回火；矯平；成品鋼板。
[0008]LF爐外精煉，加熱時(shí)間10-20分鐘，造白渣脫硫，加入微量合金調(diào)整鈦含量，最后加入硼鐵合金。
[0009]板坯再加熱的均熱溫度范圍1100_1150°C，均熱時(shí)間范圍2.5-4.0小時(shí)，通過(guò)利用細(xì)小彌散的TiN質(zhì)點(diǎn)和低溫加熱來(lái)抑制奧氏體晶粒長(zhǎng)大，獲得細(xì)小而均勻的奧氏體晶粒。
[0010]粗軋的開(kāi)軋溫度1050-1150°c，單道次壓下率大于18%，通過(guò)反復(fù)再結(jié)晶細(xì)化奧氏體晶粒。
[0011]精軋的開(kāi)軋溫度范圍900-1000°C，單道次壓下率大于15%，在未結(jié)晶奧氏體區(qū)施以大變形量，使奧氏體晶粒拉伸成變形帶。
[0012]淬火的加熱溫度890_950°C，水冷，冷卻速度為18_35°C /s，鋼板形成高密度亞結(jié)構(gòu)，獲得細(xì)小均勻的馬氏體顯微組織。
[0013]回火:580-650°C回火30-120分鐘，獲得細(xì)小的回火索氏體微觀組織結(jié)構(gòu)。
[0014]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明通過(guò)特殊軋制、淬火及回火熱處理，金相組織中主要為的回火索氏體，生產(chǎn)的6-8mm高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板，適用于高空作業(yè)水泥泵車(chē)、消防云梯和救援梯臂架結(jié)構(gòu)，達(dá)到了優(yōu)異的強(qiáng)韌性匹配，韌脆性轉(zhuǎn)變溫度在_40°C以下，平直度
0.9-1.5mm/m。鋼板的屈服強(qiáng)度范圍790_860MPa，抗拉強(qiáng)度范圍在870_990MPa，通過(guò)合理淬火回火工藝處理，使鋼板具有770MPa高的強(qiáng)度消除了組織內(nèi)應(yīng)力，提高了塑韌性指標(biāo)，延伸率能達(dá)到17-26%。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，板形和性能質(zhì)量控制方面具有實(shí)質(zhì)性的進(jìn)步，實(shí)施效果顯著。
[0015]【具體實(shí)施方式】:
為了更好地理解本發(fā)明，下面用具體實(shí)例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，但是本發(fā)明并不局限于此。
[0016]實(shí)施例1
板還熔煉成份為:
碳 0.13%,硅 0.25%,錳 1.20%,銅 0.36%,磷 0.013%,硫 0.002%,硼 0.0011%,鑰 0.10%,鋁
0.030%,余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
[0017]制造工藝步驟如下:
(1)LF爐外精煉:加熱時(shí)間15分鐘，造白渣脫硫，加入微量合金調(diào)整鈦含量；最后加入硼鐵合金；
(2)⑶/RH真空脫氣:真空200Pa以下處理20分鐘，喂線后氬氣軟吹10分鐘；
(3)板坯加熱:均熱溫度范圍1120°C，均熱時(shí)間范圍3.2小時(shí)。通過(guò)利用細(xì)小彌散的TiN質(zhì)點(diǎn)和低溫加熱來(lái)抑制奧氏體晶粒長(zhǎng)大，獲得細(xì)小而均勻的奧氏體晶粒。
[0018](4)粗軋:開(kāi)軋溫度1120°C，單道次壓下率大于23%。通過(guò)反復(fù)再結(jié)晶細(xì)化奧氏體晶粒。
[0019](5)精軋:溫度范圍970°C，單道次壓下率大于18%。在未結(jié)晶奧氏體區(qū)施以大變形量，使奧氏體晶粒拉伸成變形帶。
[0020](6)淬火:溫度900°C，冷卻速度范圍18°C /s。形成高密度亞結(jié)構(gòu)，獲得細(xì)小均勻的馬氏體金相顯微組織。
[0021](7)回火:620°C，回火1.2小時(shí)，獲得細(xì)小的會(huì)或索氏體微觀組織結(jié)構(gòu)。
[0022]鋼板力學(xué)性能:
規(guī)格:鋼板厚度6mm ;屈服強(qiáng)度(MPa):785 ;抗拉強(qiáng)度(MPa):890 ;斷后伸長(zhǎng)率(％):18 ；冷彎:合格;V型縱向沖擊功(_40°C): 153J、157J、154J。
[0023]實(shí)施例2板還熔煉成份為:
碳 0.20%,硅 0.15%,錳 1.50%,銅 0.50%,磷 0.015%,硫 0.012%,硼 0.0021%,鑰 0.20%,鋁
0.040%,余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
[0024]制造工藝步驟如下:
(1)LF爐外精煉:加熱時(shí)間12分鐘，造白渣脫硫，加入微量合金調(diào)整鈦含量；最后加入硼鐵合金；
(2)⑶/RH真空脫氣:真空200Pa以下處理20分鐘，喂線后氬氣軟吹10分鐘；
(3)板坯加熱:均熱溫度范圍1150°C，均熱時(shí)間范圍2.7小時(shí)。通過(guò)利用細(xì)小彌散的TiN質(zhì)點(diǎn)和低溫加熱來(lái)抑制奧氏體晶粒長(zhǎng)大，獲得細(xì)小而均勻的奧氏體晶粒。
[0025](4)粗軋:開(kāi)軋溫度1100°C，單道次壓下率大于26%。通過(guò)反復(fù)再結(jié)晶細(xì)化奧氏體晶粒。
[0026](5)精軋:溫度范圍960°C，單道次壓下率大于18%。在未結(jié)晶奧氏體區(qū)施以大變形量，使奧氏體晶粒拉伸成變形帶。
[0027](6)淬火:溫度920°C，冷卻速度范圍18°C /s。形成高密度亞結(jié)構(gòu)，獲得細(xì)小均勻的馬氏體金相顯微組織。
[0028](7)回火:610°C，回火1.1小時(shí)，獲得細(xì)小的會(huì)或索氏體微觀組織結(jié)構(gòu)。
[0029]鋼板力學(xué)性能:`
規(guī)格:鋼板厚度8mm ;屈服強(qiáng)度(MPa):790 ;抗拉強(qiáng)度(MPa):870 ;斷后伸長(zhǎng)率(％):19 ；冷彎:合格；V型縱向沖擊功(_40°C): 145J、143J、146J。
[0030]實(shí)施例3 板還熔煉成份為:
碳 0.10%,硅 0.35%,錳 0.80%,銅 0.40%,磷 0.010%,硫 0.008%,硼 0.0005%,鑰 0.40%,余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
[0031]制造工藝步驟如下:
(1)LF爐外精煉:加熱時(shí)間20分鐘，造白渣脫硫，加入微量合金調(diào)整鈦含量；最后加入硼鐵合金；
(2)⑶/RH真空脫氣:真空200Pa以下處理20分鐘，喂線后氬氣軟吹10分鐘；
(3)板坯加熱:均熱溫度范圍1100°C，均熱時(shí)間范圍4小時(shí)。通過(guò)利用細(xì)小彌散的TiN質(zhì)點(diǎn)和低溫加熱來(lái)抑制奧氏體晶粒長(zhǎng)大，獲得細(xì)小而均勻的奧氏體晶粒。
[0032](4)粗軋:開(kāi)軋溫度1050°C，單道次壓下率大于18%。通過(guò)反復(fù)再結(jié)晶細(xì)化奧氏體晶粒。
[0033](5)精軋:溫度范圍900°C，單道次壓下率大于15%。在未結(jié)晶奧氏體區(qū)施以大變形量，使奧氏體晶粒拉伸成變形帶。
[0034](6)淬火:溫度890°C，冷卻速度范圍30°C /s。形成高密度亞結(jié)構(gòu)，獲得細(xì)小均勻的馬氏體金相顯微組織。
[0035](7)回火:580°C，回火0.5小時(shí)，獲得細(xì)小的會(huì)或索氏體微觀組織結(jié)構(gòu)。
[0036]鋼板力學(xué)性能:
規(guī)格:鋼板厚度8mm ;屈服強(qiáng)度(MPa):800 ;抗拉強(qiáng)度(MPa):900 ;斷后伸長(zhǎng)率(％):17 ；冷彎:合格；V型縱向沖擊功(_40°C): 105J、108J、102J。
【權(quán)利要求】
1.一種6-8mm高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板，其特征在于，鋼板的成分按重量百分比包括:碳0.10-0.25%,硅 0.15-0.35%,錳 0.80-1.70%,銅(0.55%,磷(0.015%,硫(0.012%,硼0.0005-0.0025%，鑰0.08-0.45%，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種6-8mm高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板，其特征在于，鋼板的成分按重量百分比包括:碳 0.13%,硅 0.25%,錳 1.20%,銅 0.36%,磷 0.013%,硫 0.002%,硼 0.0011%,鑰0.10%，鋁0.030%，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種6-8mm高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板，其特征在于，鋼板的屈服強(qiáng)度790-860MPa，抗拉強(qiáng)度870_990MPa，延伸率17_26%，_40°C低溫韌性大于50焦耳，鋼的平直度 0.9-1.5mm/m。
4.如權(quán)利要求3所述的一種6-8mm高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板的制造方法，其特征在于，工藝步驟包括:LF爐外精煉；RH真空脫氣；保護(hù)加入硼元素；連鑄；板坯再加熱；粗軋；精軋；精軋板形控制；淬火；淬火板形控制；回火；矯平；成品鋼板。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種6-8mm高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板的制造方法，其特征在于，LF爐外精煉，加熱時(shí)間10-20分鐘，造白渣脫硫，加入微量合金調(diào)整鈦含量，最后加入硼鐵合金。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種6-8mm高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板的制造方法，其特征在于，板坯再加熱的均熱溫度范圍1100-1150°C，均熱時(shí)間范圍2.5-4.0小時(shí)，通過(guò)利用細(xì)小彌散的TiN質(zhì)點(diǎn)和低溫加熱來(lái)抑制奧氏體晶粒長(zhǎng)大，獲得細(xì)小而均勻的奧氏體晶粒。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種6-8mm高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板的制造方法，其特征在于，粗軋的開(kāi)軋溫度1050-1150°C，單道次壓下率大于18%，通過(guò)反復(fù)再結(jié)晶細(xì)化奧氏體晶粒。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種6-8mm高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板的制造方法，其特征在于，精軋的開(kāi)軋溫度范圍900-1000°C，單道次壓下率大于15%，在未結(jié)晶奧氏體區(qū)施以大變形量，使奧氏體晶粒拉伸成變形帶。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種6-8mm高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板的制造方法，其特征在于，淬火的加熱溫度890-950°C，水冷，冷卻速度為18-35°C /s，鋼板形成高密度亞結(jié)構(gòu)，獲得細(xì)小均勻的馬氏體顯微組織。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種6-8mm高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板的制造方法，其特征在于，580-650°C回火30-120分鐘，獲得細(xì)小的回火索氏體微觀組織結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】C21D8/02GK103451526SQ201310411340
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月11日
【發(fā)明者】馮勇, 孫衛(wèi)華, 劉曉東, 孫風(fēng)曉, 周蘭聚, 韓啟彪, 王南輝, 賈慧領(lǐng), 胡淑娥, 侯東華, 王杰, 許方泉, 姜廣林, 周波, 彭新華 申請(qǐng)人:濟(jì)鋼集團(tuán)有限公司