本發(fā)明涉及金屬材料加工領域，特別涉及一種低成本高韌性薄規(guī)格鋼板及其生產方法。

背景技術：

屈服強度345mpa級的結構鋼被廣泛應用于風力發(fā)電、鋼結構建設等領域。以前生產時，一般添加少量的nb、v等微合金來提高強度、改善韌性。nb、v等微合金對改善鋼板的性能有良好的作用，由于nb、v的價格較高，加入nb、v會增加鋼板的合金成本，使產品的效益降低。因此為降低噸鋼成本，對于345mpa級別的鋼板最好是不加nb、v等微合金。而不加nb、v等微合金，按常規(guī)工藝生產，一些厚度規(guī)格鋼板的沖擊功偏低，尤其是厚度小于等于14mm厚的鋼板，經常出現沖擊功低于標準下限的情況。因此要在不添加nb、v等微合金，低成本情況下生產韌性良好的屈服強度345mpa級薄規(guī)格鋼板需要較高的技術控制水平。

公布號cn102312156a“一種60mm以下保性能低合金q345e+b鋼板及其生產方法”，介紹了用控軋+空冷工藝生產q345e+b的生產方法，該方法生產的鋼板性能優(yōu)良，強度合適。但該方法含有一定的貴金屬ni、v，合金成本較高。

公布號cn102899556a“一種低合金中厚鋼板的生產方法”，介紹了用控軋+空冷工藝生產q345d中厚鋼板的生產方法，該方法生產的鋼板性能優(yōu)良，強度合適。但該方法適用厚度為16～60mm厚的鋼板，對薄規(guī)格鋼板的生產沒有涉及。

公布號cn105063472a“低成本345mpa級別低合金鋼板及其生產方法”，介紹了在僅用合金b、n等元素生產屈服強度345mpa級別鋼板的方法，該方法生產的鋼板機械性能滿足標準要求。但該方法要求軋后，加速冷卻至600℃以下，這樣薄鋼板的板形控制困難，同時-20℃沖擊功偏小，容易出現低于標準下限的情況。

技術實現要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供一種低成本高韌性薄規(guī)格鋼板及其生產方法。。

本發(fā)明提供一種低成本高韌性薄規(guī)格鋼板，其化學成分按重量百分比計包括：c：0.16～0.18％；si：0.15～0.25％；mn：1.35～1.45％；p：≤0.016％；s：≤0.005％；als：0.017～0.03％；ca：0.001～0.0015％；其余為鐵和不可避免雜質；所述鋼板為10mm～14mm厚的屈服強度345mpa級結構鋼。

本發(fā)明還提供一種低成本高韌性薄規(guī)格鋼板的生產方法，其包括如下步驟：

加熱工藝：采用250mm厚的板坯進行生產，板坯出爐溫度為1190-1210℃，加熱時間為220～290分鐘；

鋼板軋制成型工藝：板坯加熱好之后進行控制軋制，采用兩階段控制軋制；第一階段開軋厚度為板坯厚度，第一階段開軋溫度為1180～1210℃，第一階段終軋溫度大于等于1040℃，第一階段高溫延伸序列軋制時，單道次壓下率大于12％，第一階段軋制速度為2.5～3.5m/s；第二階段的開軋厚度為4.5倍成品鋼板厚度，第二階段鋼板開軋溫度為940～965℃，第二階段終軋溫度為810～830℃，第二階段軋制6～7個道次，第二階段單道次壓下率大于等于15％；最終制得鋼板，所述鋼板為10mm～14mm厚的屈服強度345mpa級結構鋼。

本發(fā)明與現有技術比較，具有下列顯著的優(yōu)點和效果：

1)本發(fā)明通過合適的加熱、軋制工藝及成分設計，能在常規(guī)的寬厚板軋機上，實現低成本高韌性薄規(guī)格結構鋼板的生產，工藝路線簡單，制造成本低廉。生產工藝制度比較寬松，可在寬厚板線上穩(wěn)定生產。

2)本發(fā)明鋼板是以鐵素體為主的組織，具有良好的塑性和韌性，-40℃的沖擊功達到140j以上，延伸率達到27％以上。

3)鋼板軋后采用自然空冷，鋼板板形良好，鋼板平直度滿足標準和用戶要求。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。

圖1為本發(fā)明實施例1的鋼板的金相組織圖；

圖2為本發(fā)明實施例2的鋼板的金相組織圖；

圖3為本發(fā)明實施例3的鋼板的金相組織圖。

具體實施方式

本發(fā)明公開了一種低成本高韌性薄規(guī)格鋼板及其生產方法，本領域技術人員可以借鑒本文內容，適當改進工藝參數實現。特別需要指出的是，所有類似的替換和改動對本領域技術人員來說是顯而易見的，它們都被視為包括在本發(fā)明。本發(fā)明的方法及應用已經通過較佳實施例進行了描述，相關人員明顯能在不脫離本發(fā)明內容、精神和范圍內對本文所述的方法和應用進行改動或適當變更與組合，來實現和應用本發(fā)明技術。

采用常規(guī)工藝生產低成本的屈服強度345mpa級的薄規(guī)格結構鋼，沖擊功偏低，韌性較差，鋼板合格率低。本發(fā)明的目的是提供一種生產工藝簡單，成本低，沖擊韌性優(yōu)良的低成本高韌性薄規(guī)格鋼板及其生產方法。

本發(fā)明提供一種低成本高韌性薄規(guī)格鋼板，其化學成分按重量百分比計包括：c：0.16～0.18％；si：0.15～0.25％；mn：1.35～1.45％；p：≤0.016％；s：≤0.005％；als：0.017～0.03％；ca：0.001～0.0015％；其余為鐵和不可避免雜質；所述鋼板為10mm～14mm厚的屈服強度345mpa級結構鋼。

相應的，本發(fā)明還提供一種低成本高韌性薄規(guī)格鋼板的生產方法，其包括如下步驟：

加熱工藝：采用250mm厚的板坯進行生產，板坯出爐溫度為1190-1210℃，加熱時間為220～290分鐘；

鋼板軋制成型工藝：板坯加熱好之后進行控制軋制，采用兩階段控制軋制；第一階段開軋厚度為板坯厚度，第一階段開軋溫度為1180～1210℃，第一階段終軋溫度大于等于1040℃，第一階段高溫延伸序列軋制時，單道次壓下率大于12％，第一階段軋制速度為2.5～3.5m/s；第二階段的開軋厚度為4.5倍成品鋼板厚度，第二階段鋼板開軋溫度為940～965℃，第二階段終軋溫度為810～830℃，第二階段軋制6～7個道次，第二階段單道次壓下率大于等于15％；最終制得鋼板，所述鋼板為10mm～14mm厚的屈服強度345mpa級結構鋼。

由于該鋼成分設計采用低成本合金成分設計，合金含量較少，因此其機械性能主要靠加熱及軋制工藝來保證。由于該鋼的si含量較低，表面質量容易控制，結合鋼板的軋制工藝要求，板坯的加熱爐出爐溫度按1190～1210℃控制，這樣既保證鋼板的軋制工藝能夠順利執(zhí)行，又能使板坯奧氏體晶粒大小合適，利于控制鋼板機械性能；同時該出爐溫度下，板坯表面在加熱過程中形成的初始氧化鐵皮容易去除，對避免表面麻坑缺陷的產生有利。該鋼在第一階段控制軋制時，屬于高溫區(qū)奧氏體再結晶控制軋制，這一階段主要是采取低速大壓下的軋制策略，單道次壓下率較大，這樣可以在軋制時充分細化奧氏體晶粒，同時利用軋制產生的高溫焊合作用，消除板坯內部的裂紋、疏松等缺陷。較低軋制速度，使每軋制一道次后，中間坯的溫度都有一定程度的下降，這樣軋制細化奧氏體晶粒的成果能部分保留下來，對最終的鋼板機械性能有利。第二階段采用較厚的待溫厚度和較低的待溫溫度和終軋溫度，主要是為了軋制時，充分細化奧氏體晶粒，奧氏體晶粒越細小，其晶界面積越大，由奧氏體向鐵素體轉變時的形核位置就越多，形核率就越高，最終得到的鐵素體晶粒就越細小，鋼板的沖擊韌性就越好。

本發(fā)明與現有技術比較，具有下列顯著的優(yōu)點和效果：

1)本發(fā)明通過合適的加熱、軋制工藝及成分設計，能在常規(guī)的寬厚板軋機上，實現低成本高韌性薄規(guī)格結構鋼板的生產，工藝路線簡單，制造成本低廉。生產工藝制度比較寬松，可在寬厚板線上穩(wěn)定生產。

2)本發(fā)明鋼板是以鐵素體為主的組織，具有良好的塑性和韌性，-40℃的沖擊功達到140j以上，延伸率達到27％以上。

3)鋼板軋后采用自然空冷，鋼板板形良好，鋼板平直度滿足標準和用戶要求。

下面結合實施例，進一步闡述本發(fā)明：

實施例1

采用厚度為250mm的板坯，軋制成厚度為10mm的鋼板，板坯出爐溫度為1190℃，板坯加熱時間為220分鐘，板坯的(重量百分比)化學成分為：c0.16％，si0.15％，mn1.35％，p0.016％，s0.005％，als0.017％，ca0.001％；余量為fe和不可避免的雜質。第一階段開軋溫度為1180℃，第一階段終軋溫度為1040℃，第一階段軋制速度為3.5m/s，第一階段高溫延伸軋制時，共軋制5個道次，單道次壓下率分別為18.2％，19.1％，23.6％，30.9％，32.8％。第二階段的開軋厚度為45mm，第二階段鋼板的開軋溫度為965℃，第二階段的終軋溫度為810℃，第二階段共軋制6道次，單道次壓下率分別為22.2％，25％，29.6％，21.1％，19.3％，17.4％。鋼板力學性能見表1。圖1為本發(fā)明實施例1的鋼板的金相組織圖。

表1鋼板力學性能

實施例2

采用厚度為250mm的板坯，軋制成厚度為14mm的鋼板，板坯出爐溫度為1210℃，板坯加熱時間為290分鐘，板坯的(重量百分比)化學成分為：c0.18％，si0.25％，mn1.45％，p0.013％，s0.003％，als0.025％，ca0.0015％；余量為fe和不可避免的雜質。第一階段開軋溫度為1200℃，第一階段終軋溫度為1071℃，第一階段軋制速度為2.5m/s，第一階段高溫延伸軋制時，共軋制5個道次，單道次壓下率分別為15.6％，16％，22.1％，22.6％，23.2％。第二階段的開軋厚度為63mm，第二階段鋼板的開軋溫度為940℃，第二階段的終軋溫度為830℃，第二階段共軋制6道次，單道次壓下率分別為23.8％，25％，26.4％，24.5％，17.5％，15.2％。鋼板力學性能見表2。圖2為本發(fā)明實施例2的鋼板的金相組織圖。

表2鋼板力學性能

實施例3

采用厚度為250mm的板坯，軋制成厚度為12mm的鋼板，板坯出爐溫度為1205℃，板坯加熱時間為276分鐘，板坯的(重量百分比)化學成分為：c0.17％，si0.21％，mn1.42％，p0.014％，s0.003％，als0.03％，ca0.0011％；余量為fe和不可避免的雜質。第一階段開軋溫度為1195℃，第一階段終軋溫度為1057℃，第一階段軋制速度為3.1m/s，第一階段高溫延伸軋制時，共軋制5個道次，單道次壓下率分別為17.2％，19.5％，23.4％，24％，27.5％。第二階段的開軋厚度為54mm，第二階段鋼板的開軋溫度為950℃，第二階段的終軋溫度為822℃，第二階段共軋制6道次，單道次壓下率分別為19.4％，24.1％，27.3％，28.3％，17.4％，15.5％。鋼板力學性能見表3。圖3為本發(fā)明實施例3的鋼板的金相組織圖。

表3鋼板力學性能

由上述內容可知，采用該方法生產的鋼板具有良好的塑性和韌性，-40℃的沖擊功達到120j以上，延伸率達到30％以上。采用該方法生產的薄鋼板板形良好，鋼板平直度滿足標準和用戶的要求。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。