本發(fā)明涉及一種低合金鋼板，尤其是一種大厚度超寬Q345E-Z35鋼板及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
Q345E鋼因其具有較高的強(qiáng)度,良好的冷變形能力,優(yōu)良的塑性與韌性,被廣泛應(yīng)用于起重機(jī)、礦山機(jī)械、風(fēng)電、水電等設(shè)備的重要部位的制造中。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及大跨度鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目的不斷增加，水電、風(fēng)電、機(jī)械制造等行業(yè)用 Q345E鋼板，尤其是寬厚板市場(chǎng)的需求越來(lái)越大，同時(shí)對(duì)鋼板的質(zhì)量要求越來(lái)越嚴(yán)格。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種性能優(yōu)良的大厚度超寬Q345E-Z35鋼板；本發(fā)明還提供了一種大厚度超寬Q345E-Z35鋼板的生產(chǎn)方法。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明由以下重量百分含量的成分構(gòu)成：0.15%≤C≤0.17%，0.10%≤Si≤0.50%，1.00%≤Mn≤1.25%，P≤0.015%，S≤0.004%，0.020%≤Al≤0.050%，0.020%≤Nb≤0.050%，0.030%≤V≤0.050%，0.15%≤Cr≤0.25%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
本發(fā)明所述鋼板的最大厚度為350mm，最大寬度為3950mm。
本發(fā)明所述鋼板的碳當(dāng)量Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15≤0.45。
本發(fā)明方法采用冶煉、模鑄、鍛造切割、加熱、軋制、熱堆垛、正火和回火工序；所述鋼板由上述重量百分含量的成分構(gòu)成。
本發(fā)明方法所述加熱工序：最高加熱溫度≤1260℃；1000℃以下時(shí)，加熱速度≤120℃/h；鋼錠總加熱系數(shù)≥9min/cm；均熱溫度1220℃～1240℃，均熱時(shí)間≥6h。
本發(fā)明方法所述軋制工序：采用用二階段控軋工藝；第一階段的開軋溫度1050℃～1150℃；第二階段的晾鋼厚度≥H+50mm，其中H為鋼板目標(biāo)厚度、單位mm，開軋溫度≤950℃，終軋溫度≤900℃。
本發(fā)明方法所述熱堆垛工序：堆垛溫度650℃～680℃，堆垛時(shí)間70h～90h。
本發(fā)明方法所述正火工序：正火溫度910℃±10℃，保溫系數(shù)1.8mm/min～2.5mm/min；正火后快冷，控制返紅溫度在480℃～650℃。所述正火工序中，正火后入溫度35℃及以下的水中快冷8min～13min。
本發(fā)明方法所述回火工序：回火溫度610℃～630℃，保溫系數(shù)2.5mm/min～3.5mm/min；回火后，出爐空冷。
采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：本發(fā)明鋼板Q345EZ35滿足了國(guó)內(nèi)外大型水電、風(fēng)電等項(xiàng)目對(duì)于超寬超厚、低溫作業(yè)、高強(qiáng)韌性以及高級(jí)別探傷的需求，鋼板的力學(xué)性能均勻，板型良好。
本發(fā)明方法所得鋼板具有良好的綜合力學(xué)性能和焊接性能；Ceq≤0.45（Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15）；鋼板采用鍛造錠成材，最大厚度為350mm，最大寬度為3950mm，最小長(zhǎng)度為3950mm，且滿足GB/T2970的Ⅰ級(jí)要求；鋼板具有良好的強(qiáng)韌性。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
本大厚度超寬Q345E-Z35鋼板采用下述方法生產(chǎn)而成：
（1）冶煉工序：鋼水先經(jīng)電爐冶煉，再送入LF精煉爐精煉；鋼水溫度達(dá)到（1620±10）℃后轉(zhuǎn)入VD爐真空脫氣處理，VD前加入CaSi塊≥1kg/t改變夾雜物形態(tài)；VD爐的真空度≤66.6Pa，真空保持時(shí)間≥20min，確保夾雜物、氣體的有效排除，保證鋼水的純凈；出鋼鋼水由以下重量百分含量的成分構(gòu)成：0.15%≤C≤0.17%，0.10%≤Si≤0.50%，1.00%≤Mn≤1.25%，P≤0.015%，S≤0.004%，0.020%≤Al≤0.050%，0.020%≤Nb≤0.050%，0.030%≤V≤0.050%，0.15%≤Cr≤0.25%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
（2）模鑄工序：采用惰性氣體保護(hù)，將冶煉后的鋼水澆注成十六棱鋼錠。
（3）鍛造切割工序：鋼錠鍛造后寬度為2000mm～2200mm，厚度為755mm～765mm，長(zhǎng)度為3980mm～4020mm；鍛造錠采用火焰切割，坯料切割最終尺寸為（755mm～765mm）×（2000mm～2200mm）×（3850mm～3900mm）。
（4）加熱工序：最高加熱溫度≤1260℃；1000℃以下溫度時(shí)，加熱速度≤120℃/h；鋼錠總加熱系數(shù)≥9min/cm；均熱溫度1220℃～1240℃，均熱時(shí)間≥6h。
（5）軋制工序：采用二階段控軋工藝；第一階段為奧氏體再結(jié)晶階段，開軋溫度1050℃～1150℃，鋼板沿縱向展寬至4100mm～4150mm時(shí)，轉(zhuǎn)鋼橫軋到底；第二階段為奧氏體非再結(jié)晶階段，晾鋼厚度≥H+50mm，其中H為鋼板目標(biāo)厚度、單位mm，二階段的開軋溫度≤950℃，終軋溫度≤900℃。
（6）熱堆垛工序：軋后及時(shí)避風(fēng)堆垛，堆垛溫度650℃～680℃，堆垛時(shí)間70h～90h。
（7）正火工序：正火溫度910℃±10℃，保溫系數(shù)1.8mm/min～2.5mm/min；鋼板保溫時(shí)間到后，立即吊出進(jìn)淬火槽入水快冷，淬火槽水溫控制在35℃及以下，快冷8min～13min后吊出空冷，控制返紅溫度在480℃～650℃之間。
（8）回火工序：回火溫度610℃～630℃，保溫系數(shù)2.5mm/min～3.5mm/min；鋼板保溫時(shí)間到后，出爐空冷。
本大厚度超寬Q345E-Z35鋼板具有以下特征：鋼板采用鍛造錠成材，最大厚度為350mm，最大寬度為3950mm，最小長(zhǎng)度為3950mm，且滿足GB/T2970的Ⅰ級(jí)要求；Ceq≤0.45（Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15）；鋼板板厚1/2處力學(xué)性能滿足表1要求。
表1：本Q345E-Z35鋼板的力學(xué)性能
表1中：延伸率L0=5.65×，S0為原始標(biāo)距，S0為原始截面面積。
實(shí)施例1：本大厚度超寬Q345E-Z35鋼板的具體生產(chǎn)工藝如下所述。
（1）冶煉和模鑄工序：鋼水先經(jīng)電爐冶煉，再經(jīng)LF精煉爐精煉；鋼水溫度達(dá)到1620℃后轉(zhuǎn)入VD爐真空脫氣處理，VD 前加入CaSi 塊1kg/t；VD 爐的真空度64Pa，真空保持時(shí)間25min；出鋼鋼水由下述重量百分含量的成分構(gòu)成：C 0.17%，Si 0.48%，Mn 1.23%，P 0.014%，S 0.004%，Al 0.046%，Nb 0.047%，V 0.046%，Cr 0.24%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。采用惰性氣體保護(hù)澆注，將冶煉后的鋼水澆成十六棱鋼錠，鋼錠直徑為2100mm，重量約為70噸。
（2）鍛造切割工序：鋼錠先鍛造成寬度為2130mm，厚度為762mm，長(zhǎng)度為4010mm；再采用火焰切割，坯料切割最終尺寸為762mm×2130mm×3890mm。
（3）加熱工序：最高加熱溫度1250℃，1000℃以下溫度時(shí)，加熱速度為110℃/h；鋼錠總加熱系數(shù)為10min/cm；均熱溫度1235℃，均熱時(shí)間6.5h。
（4）軋制和熱堆垛工序：第一階段開軋溫度1150℃，鋼板沿縱向展寬至4140mm時(shí)，轉(zhuǎn)鋼橫軋到底；第二階段晾鋼厚度460mm，開軋溫度為940℃，終軋溫度為880℃；所得鋼板粗品的尺寸為350mm×4180mm×4510mm。堆垛溫度675℃，堆垛時(shí)間90h。
（5）正火和回火工序：正火溫度920℃，保溫系數(shù)2.2mm/min；保溫后立即入32℃水中快冷，10min后吊出空冷，返紅溫度為在560℃?；鼗饻囟?20℃，保溫系數(shù)2.8mm/min，保溫后出爐空冷。
本實(shí)施例所得Q345E-Z35鋼板的Ceq為0.44，成品鋼板的尺寸為350mm×3950mm×4150mm；探傷合格級(jí)別為GB/T2970的Ⅰ級(jí)，板厚1/2處力學(xué)性能如表2所示。
表2：實(shí)施例1所得鋼板的力學(xué)性能
實(shí)施例2：本大厚度超寬Q345E-Z35鋼板的具體生產(chǎn)工藝如下所述。
（1）冶煉和模鑄工序：鋼水先經(jīng)電爐冶煉，再經(jīng)LF精煉爐精煉；鋼水溫度達(dá)到1630℃后轉(zhuǎn)入VD爐真空脫氣處理，VD 前加入CaSi 塊1kg/t；VD 爐的真空度64Pa，真空保持時(shí)間25min；出鋼鋼水由下述重量百分含量的成分構(gòu)成：C 0.16%，Si 0.31%，Mn 1.18%，P 0.010%，S 0.002%，Al 0.036%，Nb 0.035%，V 0.037%，Cr 0.19%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。采用惰性氣體保護(hù)澆注，將冶煉后的鋼水澆成十六棱鋼錠。
（2）鍛造切割工序：鋼錠鍛造后寬度為2110mm，厚度為760mm，長(zhǎng)度為4000mm；再采用火焰切割，坯料切割最終尺寸為760mm×2110mm×3870mm。
（4）加熱工序：最高加熱溫度1240℃，1000℃以下溫度時(shí)，加熱速度為100℃/h；鋼錠總加熱系數(shù)為10min/cm；均熱溫度1230℃，均熱時(shí)間6.5h。
（4）軋制和熱堆垛工序：第一階段開軋溫度1120℃，鋼板沿縱向展寬至4130mm時(shí)，轉(zhuǎn)鋼橫軋到底；第二階段晾鋼厚度465mm，開軋溫度為920℃，終軋溫度為870℃，所得鋼板粗品的尺寸為350mm×4160mm×4500mm。軋后及時(shí)避風(fēng)堆垛，堆垛溫度660℃，堆垛時(shí)間82h。
（5）正火和回火工序：正火溫度910℃，保溫系數(shù)2.1mm/min，保溫后立即入33℃水中快冷，11min后吊出空冷，返紅溫度為在520℃?；鼗饻囟?20℃，保溫系數(shù)3.1mm/min，保溫后出爐空冷。
本實(shí)施例所得Q345E-Z35鋼板的Ceq為0.42，成品鋼板的尺寸為350mm×3950mm×4110mm；探傷合格級(jí)別為GB/T2970的Ⅰ級(jí)，板厚1/2處力學(xué)性能如表3所示。
表3：實(shí)施例2所得鋼板的力學(xué)性能
實(shí)施例3：本大厚度超寬Q345E-Z35鋼板的具體生產(chǎn)工藝如下所述。
（1）冶煉和模鑄工序：鋼水先經(jīng)電爐冶煉，再經(jīng)LF精煉爐精煉；鋼水溫度達(dá)到1610℃后轉(zhuǎn)入VD爐真空脫氣處理，VD 前加入CaSi 塊1.2kg/t；VD 爐的真空度66.6Pa，真空保持時(shí)間24min；出鋼鋼水由下述重量百分含量的成分構(gòu)成：C 0.15%，Si 0.22%，Mn 1.25%，P 0.012%，S 0.003%，Al 0.020%，Nb 0.026%，V 0.050%，Cr 0.17%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。采用惰性氣體保護(hù)澆注，將冶煉后的鋼水澆成十六棱鋼錠。
（2）鍛造切割工序：鋼錠鍛造后寬度為2200mm，厚度為755mm，長(zhǎng)度為4012mm；再采用火焰切割，坯料切割最終尺寸為755mm×2200mm×3900mm。
（4）加熱工序：最高加熱溫度1260℃，1000℃以下溫度時(shí)，加熱速度為105℃/h，鋼錠總加熱系數(shù)為9min/cm，均熱溫度1225℃，均熱時(shí)間6h。
（4）軋制和熱堆垛工序：第一階段開軋溫度1100℃，鋼板沿縱向展寬至4150mm時(shí)，轉(zhuǎn)鋼橫軋到底；第二階段晾鋼厚度420mm，開軋溫度為950℃，終軋溫度為890℃。軋后及時(shí)避風(fēng)堆垛，堆垛溫度650℃，堆垛時(shí)間80h。
（5）正火和回火工序：正火溫度905℃，保溫系數(shù)2.5mm/min，保溫后立即入30℃水中快冷，8min后吊出空冷，返紅溫度為在480℃?；鼗饻囟?30℃，保溫系數(shù)2.5mm/min，保溫后出爐空冷。
本實(shí)施例所得Q345E-Z35鋼板的Ceq為0.41，成品鋼板的尺寸為350mm×3950mm×4110mm；探傷合格級(jí)別為GB/T2970的Ⅰ級(jí)，板厚1/2處力學(xué)性能如表4所示。
表4：實(shí)施例3所得鋼板的力學(xué)性能
實(shí)施例4：本大厚度超寬Q345E-Z35鋼板的具體生產(chǎn)工藝如下所述。
（1）冶煉和模鑄工序：鋼水先經(jīng)電爐冶煉，再經(jīng)LF精煉爐精煉；鋼水溫度達(dá)到1620℃后轉(zhuǎn)入VD爐真空脫氣處理，VD 前加入CaSi 塊1.5kg/t；VD 爐的真空度65Pa，真空保持時(shí)間20min；出鋼鋼水由下述重量百分含量的成分構(gòu)成：C 0.16%，Si 0.10%，Mn 1.08%，P 0.015%，S 0.003%，Al 0.050%，Nb 0.020%，V 0.041%，Cr 0.15%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。采用惰性氣體保護(hù)澆注，將冶煉后的鋼水澆成十六棱鋼錠。
（2）鍛造切割工序：鋼錠鍛造后寬度為2080mm，厚度為765mm，長(zhǎng)度為4020mm；再采用火焰切割，坯料切割最終尺寸為765mm×2080mm×3850mm。
（4）加熱工序：最高加熱溫度1255℃，1000℃以下溫度時(shí)，加熱速度為120℃/h，鋼錠總加熱系數(shù)為12min/cm，均熱溫度1220℃，均熱時(shí)間7h。
（4）軋制和熱堆垛工序：第一階段開軋溫度1100℃，鋼板沿縱向展寬至4100mm時(shí)，轉(zhuǎn)鋼橫軋到底；第二階段晾鋼厚度400mm，開軋溫度為930℃，終軋溫度為900℃。軋后及時(shí)避風(fēng)堆垛，堆垛溫度680℃，堆垛時(shí)間75h。
（5）正火和回火工序：正火溫度910℃，保溫系數(shù)1.8mm/min，保溫后立即入32℃水中快冷，13min后吊出空冷，返紅溫度為在600℃?；鼗饻囟?10℃，保溫系數(shù)3.2mm/min，保溫后出爐空冷。
本實(shí)施例所得Q345E-Z35鋼板的Ceq為0.39，成品鋼板的尺寸為350mm×3950mm×4110mm；探傷合格級(jí)別為GB/T2970的Ⅰ級(jí)，板厚1/2處力學(xué)性能如表5所示。
表5：實(shí)施例4所得鋼板的力學(xué)性能
實(shí)施例5：本大厚度超寬Q345E-Z35鋼板的具體生產(chǎn)工藝如下所述。
（1）冶煉和模鑄工序：鋼水先經(jīng)電爐冶煉，再經(jīng)LF精煉爐精煉；鋼水溫度達(dá)到1620℃后轉(zhuǎn)入VD爐真空脫氣處理，VD 前加入CaSi 塊1.1kg/t；VD 爐的真空度66Pa，真空保持時(shí)間28min；出鋼鋼水由下述重量百分含量的成分構(gòu)成：C 0.16%，Si 0.50%，Mn 1.0%，P 0.012%，S 0.002%，Al 0.028%，Nb 0.050%，V 0.030%，Cr 0.25%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。采用惰性氣體保護(hù)澆注，將冶煉后的鋼水澆成十六棱鋼錠。
（2）鍛造切割工序：鋼錠鍛造后寬度為2000mm，厚度為762mm，長(zhǎng)度為3980mm；再采用火焰切割，坯料切割最終尺寸為762mm×2000mm×3860mm。
（4）加熱工序：最高加熱溫度1245℃，1000℃以下溫度時(shí)，加熱速度為110℃/h，鋼錠總加熱系數(shù)為11min/cm，均熱溫度1240℃，均熱時(shí)間8h。
（4）軋制和熱堆垛工序：第一階段開軋溫度1050℃，鋼板沿縱向展寬至4120mm時(shí)，轉(zhuǎn)鋼橫軋到底；第二階段晾鋼厚度430mm，開軋溫度為930℃，終軋溫度為880℃。軋后及時(shí)避風(fēng)堆垛，堆垛溫度665℃，堆垛時(shí)間70h。
（5）正火和回火工序：正火溫度900℃，保溫系數(shù)2.0mm/min，保溫后立即入35℃水中快冷，12min后吊出空冷，返紅溫度為在650℃。回火溫度620℃，保溫系數(shù)3.5mm/min，保溫后出爐空冷。
本實(shí)施例所得Q345E-Z35鋼板的Ceq為0.39，成品鋼板的尺寸為350mm×3950mm×4110mm；探傷合格級(jí)別為GB/T2970的Ⅰ級(jí)，板厚1/2處力學(xué)性能如表6所示。
表6：實(shí)施例5所得鋼板的力學(xué)性能