本發(fā)明涉及耐候鋼及其軋制方法，具體涉及含鈮釩厚規(guī)格耐候鋼及其軋制方法，屬于鋼鐵技術領域。

背景技術：

耐候鋼，又稱耐大氣腐蝕鋼，是通過在普通鋼中添加一定量的Cu、P、Cr、Ni等合金元素制成的一種低合金鋼。耐候鋼的特點是能夠抵御自然大氣條件下的腐蝕。

中國專利申請201310214275.0公開了一種高強度耐候鋼，其化學成分為(重量百分比)：0.05％≤C≤0.06％，0.25％≤Cu≤0.35％，0.36％≤Si≤0.45％，0.80％≤Mn≤1.00％，0.055％≤Al≤0.065％，0.10％≤Ni≤0.19％，0.41％≤Cr≤0.50％，0.05％≤Mo≤0.15％，0.01％≤Ti≤0.02％，0.016％≤V≤0.030％，0.005％≤Nb≤0.010％，0.005％≤B≤0.008％，S≤0.010％，P≤0.025％，N≤0.005％，余量為Fe。其在傳統(tǒng)耐候鋼的成分中增加了Al、Mo、V、Nb、B等多種微合金元素進行復合合金化，降低了耐候鋼中Cu、P含量，消除了Cu、P在耐候鋼中引起的銅脆和磷脆危害，提高了鋼的強度和耐候性能。需要Al、Mo、V、Nb、B等多種微合金元素進行復合合金化，成分較復雜，成本較高。

中國專利申請201010113848.7公開了一種耐候鋼板，其成分的質量百分比為：C：0.02～0.10，Si：0.10～0.40，Mn：1.0～1.6，P：≤0.025，S：≤0.015，Cu：0.20～0.50，Cr：0.30～0.60，Ni：0.10～0.50，Mo：≤0.40，Nb：≤0.060，V：≤0.060，Ti：0.010～0.035，B：≤0.0030，Ca：≤0.0050，Al：0.015～0.050，其余為Fe和其他不可避免的雜質。其耐候鋼板具有較高的強度和低溫韌性，耐大氣腐蝕性能優(yōu)良，并具有較好的焊接性，但是其仍需要添加Al、Mo元素，成分復雜，成本高。

中國專利申請201610285086.6公開了一種800MPa級高強耐候鋼板，及其生產方法，高強耐候鋼板化學成分的重量百分比為C≤0.12％，Si≤0.40％，Mn：1.60～2.00％，P≤0.025％，S≤0.010％，Nb+V+Ti：0.10～0.40％，Mo:0.10～0.45％，Als：0.015～0.050％，N≤0.008％，余量為Fe及不可避免的雜質元素。其抗拉強度≥900MPa，屈服強度≥800MPa，延伸率≥18％，但是其仍需要添加Al、Mo元素，成分復雜，成本高。

技術實現要素：

本發(fā)明所要解決的第一個技術問題是提供一種含鈮釩厚規(guī)格耐候鋼，該含鈮釩厚規(guī)格耐候鋼成分簡單，韌性好。

為解決上述第一個技術問題，本發(fā)明的技術方案如下：

含鈮釩厚規(guī)格耐候鋼，其特征在于，所述耐候鋼的化學成分重量百分比為：C：≤0.10％，Si：≤0.50％，Mn：≤1.00％，P：≤0.02％，S：≤0.008％，Nb：≤0.04％，V：≤0.09％，Cu：0.20％～0.55％，Cr：0.30％～1.25％，Ni：0.10％～0.65％，其余為Fe及不可避免的雜質；

其中，所述含鈮釩厚規(guī)格耐候鋼的厚度≥16mm。

優(yōu)選的，釩的重量百分比為：0.07≤V≤0.09％。

優(yōu)選的，鈮的重量百分比為：0.02≤Nb≤0.04％。

進一步地，所述含鈮釩厚規(guī)格耐候鋼采用如下方法制備得到：

a.按照上述的化學成份冶煉鋼坯；b.熱軋；c.冷卻；d.卷取；

其中，c步驟的冷卻方法為雙段層流冷卻，間隔時間6～10秒。

優(yōu)選的，所述b步驟中精軋開軋溫度為950℃～1050℃，終軋溫度為860℃～900℃；卷取步驟中的溫度為580℃～640℃。

優(yōu)選的，所述含鈮釩厚規(guī)格耐候鋼的厚度16～29mm，更優(yōu)選的16～26mm。

本發(fā)明所要解決的第二個技術問題是提供一種含鈮釩厚規(guī)格耐候鋼熱軋方法，該方法軋制的厚規(guī)格鋼組織均勻，韌性好。

為解決上述第二個技術問題，本發(fā)明的技術方案如下:

含鈮釩厚規(guī)格耐候鋼熱軋方法包括如下步驟：

a.按照上述的化學成份冶煉鋼坯；b.熱軋；c.冷卻；d.卷?。?/p>

其中，c步驟的冷卻方法為雙段層流冷卻，間隔時間6～10秒；

制備得到的含鈮釩厚規(guī)格耐候鋼的厚度≥16mm。

優(yōu)選的，所述b步驟中精軋開軋溫度為950℃～1050℃，終軋溫度為860℃～900℃；卷取步驟中的溫度為580℃～640℃。

更優(yōu)選的，所述b步驟中精軋開軋溫度為985～1050℃，終軋溫度為885℃～898℃；d.步驟中的溫度為605℃～635℃。

更優(yōu)選的，所述b步驟中精軋開軋溫度為998～1048℃，終軋溫度為885℃～898℃；d.步驟中的溫度為605℃～635℃。

有益效果：本發(fā)明的含鈮釩厚規(guī)格耐候鋼韌性好，不添加Mo和Al元素，成分簡單，成本低。

本發(fā)明的軋制工藝，通過控制冷卻工藝，采用雙段層流冷卻，間隔時間6～10秒的冷卻工藝，可有效提高厚規(guī)格耐候鋼組織均勻性，從而進一步提高厚耐候鋼的綜合性能。能軋制16mm以上厚度的含鈮釩厚規(guī)格耐候鋼，具有軋制合格品率高、方法簡單、生產成本低、產品綜合性能優(yōu)良等優(yōu)點。

具體實施方式

本發(fā)明的含鈮釩厚規(guī)格耐候鋼，化學成分重量百分比為：C：≤0.10％，Si：≤0.50％，Mn：≤1.00％，P：≤0.02％，S：≤0.008％，Nb：≤0.04％，V：≤0.09％，Cu：0.20％～0.55％，Cr：0.30％～1.25％，Ni：0.10％～0.65％，其余為Fe及不可避免的雜質；

其中，所述含鈮釩厚規(guī)格耐候鋼的厚度≥16mm。

在熱連軋機組軋制厚度≥16mm規(guī)格耐候鋼時，由于受鑄坯厚度限制，壓縮比較小，組織細化較困難，層流冷卻對厚規(guī)格厚度方向的組織均勻性控制更為困難，導致厚規(guī)格耐候鋼低溫沖擊值低、力學性能低等。鈮、釩可以起到細化晶粒的作用。

鈮、釩對耐候鋼主要有以下作用：

(1)阻止奧氏體晶粒粗化：隨著加熱溫度的提高及保溫時間的延長，奧氏體晶粒將愈趨粗大，而粗大的奧氏體對鋼的加工性及細化鐵素體不利。加入Nb、V可以阻止奧氏體晶粒長大，提高鋼的粗化溫度。這是由于它們的碳、氮化物彌散的小顆粒能對奧氏體晶界起固定作用，阻礙奧氏體晶界的遷移，亦即阻止了奧氏體晶粒長大。

(2)細化鐵素體晶粒：隨著軋制的進行，溫度逐漸降低，Nb、V的碳、氮化物在奧氏體中的溶度積減小，加之形變誘導析出的作用，其碳、氮化物在奧氏體向鐵素體轉變之前彌散析出，成為鐵素體的形核劑，使鐵素體在較小的過冷度下大量形成，不易長大，從而細化了鐵素體晶粒。

(3)提高奧氏體再結晶溫度：Nb、V及碳、氮化物在奧氏體中的溶解度較大，溫度較低時，奧氏體為過飽和固溶體，此時變形會誘導過飽和奧氏體發(fā)生沉淀；這些細小的沉淀物較多的分布于變形的奧氏體晶界或亞晶附近，抑制了晶界遷移而對再結晶具有顯著的延遲效果。提高奧氏體再結晶溫度，可擴大未再結晶區(qū)，這對在未再結晶區(qū)控軋非常有用。

(4)改善鋼的焊接性能：鋼在使用過程中,焊接接頭是其薄弱環(huán)節(jié)，特別是熱影響區(qū)最易破壞。在鋼中添加微量的Nb、V，一方面，可在減少碳當量的同時提高強度，從而提高鋼的焊接性能；另一方面，將不純物質如氧、氮、硫等固定起來，從而改善鋼的可焊性；其次,由于其微觀質點在高溫下的未溶解性，可阻止熱影響區(qū)晶粒的粗化，提高熱影響區(qū)的韌性，從而改善鋼的焊接性能。

優(yōu)選的，釩的重量百分比為：0.07≤V≤0.09％。

優(yōu)選的，鈮的重量百分比為：0.02≤Nb≤0.04％。

進一步地，所述含鈮釩厚規(guī)格耐候鋼采用如下方法制備得到：

a.按照上述的化學成份冶煉鋼坯；b.熱軋；c.冷卻；d.卷?。?/p>

其中，c步驟的冷卻方法為雙段層流冷卻，間隔時間6～10秒。

在熱連軋機組軋制厚度≥16mm規(guī)格耐候鋼時，由于受鑄坯厚度限制，壓縮比較小，組織細化較困難，層流冷卻對厚規(guī)格厚度方向的組織均勻性控制更為困難，導致厚規(guī)格耐候鋼低溫沖擊值低、力學性能低等。鈮、釩可以起到細化晶粒的作用。但是，厚度方向的組織差異仍較大，本發(fā)明進一步研究冷卻工藝，采用雙段層流冷卻，間隔時間6～10秒的冷卻工藝，可提高厚規(guī)格耐候鋼組織均勻性，從而進一步提高厚耐候鋼的綜合性能。

溫度太低，軋制節(jié)奏太慢，生產效率低，溫度太高，軋制過程冷卻速度太快，組織不均勻，影響低溫沖擊性能，成品綜合性能差。因此b步驟中精軋開軋溫度優(yōu)選950℃～1050℃，終軋溫度優(yōu)選860℃～900℃；溫度太低，V的析出強化作用減弱，力學性能差。溫度太高，成品晶粒粗大，強度低，低溫沖擊性能差，因此卷取步驟中的溫度優(yōu)選58℃～640℃。

優(yōu)選的，所述含鈮釩厚規(guī)格耐候鋼的厚度16～29mm，更優(yōu)選的16～26mm。

本發(fā)明的含鈮釩厚規(guī)格耐候鋼熱軋方法包括如下步驟：

a.按照上述的化學成份冶煉鋼坯；b.熱軋；c.冷卻；d.卷??；

其中，c步驟的冷卻方法為雙段層流冷卻，間隔時間6～10秒；

制備得到的含鈮釩厚規(guī)格耐候鋼的厚度≥16mm。

優(yōu)選的，所述b步驟中精軋開軋溫度為950℃～1050℃，終軋溫度為860℃～900℃；卷取步驟中的溫度為580℃～640℃。

更優(yōu)選的，所述b步驟中精軋開軋溫度為985～1050℃，終軋溫度為885℃～898℃；d.步驟中的溫度為605℃～635℃。

更優(yōu)選的，所述b步驟中精軋開軋溫度為998～1048℃，終軋溫度為885℃～898℃；d.步驟中的溫度為605℃～635℃。

下面結合實施例對本發(fā)明的具體實施方式做進一步的描述，并不因此將本發(fā)明限制在所述的實施例范圍之中。

實施例1

本實施例是在攀鋼2050熱軋機組上軋制的。其生產過程為：鋼坯→熱軋→層流冷卻→卷取，鋼坯的化學成分重量百分比為：C：0.06％，Si：0.32％，Mn：0.80％，P：0.012％，S：0.004％，Nb：0.025％，V：0.06％，Cr：0.36％，Ni：0.13％，Cu：0.23％。熱軋步驟中精軋開軋溫度為950℃，熱軋步驟中終軋溫度為861℃；冷卻步驟中雙段冷卻間隔時間6秒；卷取步驟中的溫度為582℃。

本方法生產的含鈮釩厚規(guī)格耐候鋼力學性能Rel：468MPa，Rm：542MPa，A％：33％；低溫沖擊性能(-40℃)：196J。

實施例2

本實例是在攀鋼2050熱軋機組上軋制的。其生產過程為：鋼坯→熱軋→層流冷卻→卷取，鋼坯的化學成分重量百分比為：C：0.07％，Si：0.41％，Mn：0.89％，P：0.013％，S：0.005％，Nb：0.033％，V：0.07％，Cr：0.35％，Ni：0.14％，Cu：0.25％。熱軋步驟中精軋開軋溫度為998℃，熱軋步驟中終軋溫度為885℃；冷卻步驟中雙段冷卻間隔時間8秒；卷取步驟中的溫度為600℃。

本方法生產的含鈮釩厚規(guī)格耐候鋼力學性能Rel：485MPa，Rm：557MPa，A％：32％；低溫沖擊性能(-40℃)：179J。

實施例3

本實例是在攀鋼2050熱軋機組上軋制的。其生產過程為：鋼坯→熱軋→層流冷卻→卷取，鋼坯的化學成分重量百分比為：C：0.09％，Si：0.48％，Mn：0.98％，P：0.015％，S：0.008％，Nb：0.040％，V：0.09％，Cr：0.36％，Ni：0.13％，Cu：0.24％。熱軋步驟中精軋開軋溫度為1048℃，熱軋步驟中終軋溫度為898℃；冷卻步驟中雙段冷卻間隔時間10秒；卷取步驟中的溫度為635℃。

本方法生產的含鈮釩厚規(guī)格耐候鋼力學性能Rel：496MPa，Rm：575MPa，A％：30％；低溫沖擊性能(-40℃)：162J。

對比例1

本對比例是在攀鋼2050熱軋機組上軋制的。其生產過程為：鋼坯→熱軋→層流冷卻→卷取，鋼坯的化學成分重量百分比為：C：0.06％，Si：0.32％，Mn：0.80％，P：0.012％，S：0.004％，Nb：0.025％，V：0.06％，Cr：0.36％，Ni：0.13％，Cu：0.23％。熱軋步驟中精軋開軋溫度為950℃，熱軋步驟中終軋溫度為861℃；冷卻方法采用201310214275.0的冷卻方法：層流水冷卻，進口溫度810℃，冷卻速度20℃/s，卷取步驟中的溫度為582℃。

測量得到的含鈮釩厚規(guī)格耐候鋼力學性能：Rel：446MPa，Rm：527MPa，A％：18％；低溫沖擊性能(-40℃)：45J。

由實施例1—3的結果可以看出，本發(fā)明不添加Mo和Al元素，耐候鋼的綜合性能仍然較好，尤其是低溫韌性非常好。此外，由實施例1與對比例1的比較可以看出，采用本發(fā)明的冷卻工藝，得到的耐候鋼綜合性能大大提升。