專利名稱：：一種低溫環(huán)境下使用的高強(qiáng)度鋼板的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種低溫環(huán)境下使用的高強(qiáng)度鋼板的制造方法，采用控軋控冷和熱處理工藝進(jìn)行性能控制。
背景技術(shù)：
：目前國(guó)內(nèi)低溫環(huán)境使用的高強(qiáng)度鋼板種類較少，多數(shù)局限于低溫容器類。在其它低溫環(huán)境下，亦需要可供低溫環(huán)境使用的、性能優(yōu)異的高強(qiáng)度鋼板。國(guó)內(nèi)供低溫使用的鋼板研發(fā)存在三個(gè)難點(diǎn)，一是鋼板使用環(huán)境溫度越來越低，從-20°C已降低至-60°C；二是鋼板強(qiáng)度越來越高，抗拉強(qiáng)度從40Kg級(jí)提升至60Kg級(jí)；三是沖擊韌性要求越來越高，從國(guó)標(biāo)要求向用戶與生產(chǎn)廠家相互協(xié)商發(fā)展，提高低溫沖擊功值要求。本發(fā)明采用較低碳含量的微合金鋼坯，利用控軋控冷和熱處理方法，在寬厚板生產(chǎn)線制備出了可供-60°C低溫環(huán)境下使用的高強(qiáng)度鋼板。不僅生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單有效，易于控制，而且鋼板焊接適應(yīng)性好、具有高強(qiáng)度、高韌性。本發(fā)明涉及到的供低溫環(huán)境下使用的高強(qiáng)度鋼板，既要滿足強(qiáng)度、韌性的要求，還要保證鋼板具有較低的碳含量及碳當(dāng)量，擁有良好的焊接適應(yīng)性。綜合考慮各方面要求，本發(fā)明采用低碳成分，利用V、Ti元素細(xì)化晶粒，采用Mo、Cr提高鋼板熱處理中的淬透層厚度，保證強(qiáng)度，同時(shí)加入Ni元素改善鋼板在-60°C低溫環(huán)境下的沖擊韌性。經(jīng)本發(fā)明制造的供低溫環(huán)境下使用的高強(qiáng)度鋼板，厚度處于1060mm，抗拉強(qiáng)度可穩(wěn)定達(dá)到60Kg，_60°C低溫沖擊功均值穩(wěn)定達(dá)到>100J，完全能夠滿足在_60°C的低溫環(huán)境下對(duì)鋼板的高性能要求。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)低溫環(huán)境使用鋼板的需求，本發(fā)明提供了一種在寬厚板生產(chǎn)線上，采用控軋控冷和熱處理工藝控制技術(shù)，生產(chǎn)供_60°C低溫環(huán)境下使用的高強(qiáng)度鋼板的制造方法。本發(fā)明制備的供低溫環(huán)境下使用的高強(qiáng)度鋼板，其化學(xué)成分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為C0.060.10%,Si0.100.40%,Mn0.91.40%,Ti0.0100.030%,V0.010.06%,Cr0.00.40%,Ni0.100.30%,Mo0.100.30%，余量為Fe，成分碳當(dāng)量要求<0.45%，生產(chǎn)鋼板厚度規(guī)格為1060mm，鋼板微觀組織為鐵素體+回火索氏體+回火貝氏體組織。本發(fā)明采用上述化學(xué)成分鋼坯，通過控軋控冷和熱處理工藝生產(chǎn)了屈服強(qiáng)度≥490MPa，抗拉強(qiáng)度≥630MPa，延伸率≥18%，_60°C的V型沖擊功均值≥100J的鋼板，其生產(chǎn)工藝具體如下1、加熱制度將鋼坯加熱到12001250°C，保證鋼坯均熱時(shí)間0.51.0小時(shí)；2、軋制工藝嚴(yán)格控制生產(chǎn)鋼板壓縮比>4.0，軋制分兩階段軋制，即再結(jié)晶區(qū)軋制和未再結(jié)晶區(qū)軋制，加大鋼坯在再結(jié)晶區(qū)軋制道次壓下率，使其穩(wěn)定大于8%，要求至少有2道穩(wěn)定≥15%；中間待溫厚度控制在成品厚度的2.04.0倍，控制未再結(jié)晶區(qū)開軋溫度為820850°C，終軋溫度在800820°C。3、水冷工藝熱軋后進(jìn)行水冷，終冷溫度控制在650720°C，冷卻速度控制在512°C/s；4、熱處理工藝采用淬火加回火對(duì)鋼板進(jìn)行處理。鋼板淬火溫度要求在完全奧氏體化溫度以上3050°C，本發(fā)明采用910950°C，保證鋼板心部達(dá)到此溫度的時(shí)間在20min以上；回火處理時(shí)，采用回火溫度620700°C，保溫時(shí)間大于20min，保證鋼板回火溫度和保溫時(shí)間的匹配，獲得較高強(qiáng)度的同時(shí)具有較好的沖擊韌性。本發(fā)明的加熱制度旨在提高鋼坯各個(gè)位置加熱均勻性。避免溫度過高或過低。加熱溫度過高時(shí)，鋼坯中加入的細(xì)化晶粒元素Nb、Ti等則被完全溶解，鋼中原始奧氏體晶粒則開始長(zhǎng)大、粗化；加熱溫度過低時(shí)，則合金元素不能充分的固溶，影響了后續(xù)在軋制過程中的析出強(qiáng)化作用。利用V、Ti元素碳化物釘軋?jiān)紛W氏體晶界的作用，細(xì)化奧氏體晶粒。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，采用較低碳(C:0.060.10%)及低的碳當(dāng)量，改善鋼板焊接適應(yīng)性，利用V、Ti微合金化細(xì)化鋼板晶粒，添加Mo-Cr提高鋼板強(qiáng)度，利用M元素改善鋼板-60°C沖擊韌性。采用控軋控冷和熱處理工藝技術(shù)，本發(fā)明生產(chǎn)的鋼板較同等級(jí)鋼板綜合力學(xué)性能大幅改善厚度處于1060mm，屈服強(qiáng)度可穩(wěn)定達(dá)到彡490MPa，抗拉強(qiáng)度可穩(wěn)定達(dá)到60Kg級(jí)，_60°C低溫沖擊功均值穩(wěn)定達(dá)到>100J，完全能夠滿足在_60°C的低溫環(huán)境下對(duì)鋼板的高性能要求。鋼板焊接適應(yīng)性良好，微觀組織為鐵素體+回火索氏體+回火貝氏體。實(shí)施例1根據(jù)本發(fā)明的化學(xué)成分范圍，在寬厚板生產(chǎn)線上生產(chǎn)出了厚度為10mm的鋼板。經(jīng)熱處理后，鋼板性能優(yōu)異，其化學(xué)成分如表1所示，控軋控冷工藝如表2所示，熱處理工藝參數(shù)如表3所示，鋼板的力學(xué)性能如表4所示。表1實(shí)施例實(shí)測(cè)化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)％，其余為Fe)CSiMnPSTiVNiMo0.080.301.100.0060.0050.0150.0420.250.21表2實(shí)施例1控軋和控冷工藝參荽"1編號(hào)控軋后開軋溫度。c終軋溫度終冷溫度冷卻速度°C/sS19108227009表3實(shí)施例1熱處理工藝參數(shù)\淬火溫度保溫時(shí)間回火溫度保溫時(shí)間編〒。。。。LmmCmmSI9102066010表4實(shí)施例1產(chǎn)品力學(xué)性能4<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>鋼板具有優(yōu)良的-60°C低溫沖擊性能，其韌脆轉(zhuǎn)變溫度為_85°C，保證了材料具有較大的安全使用范圍。實(shí)施例2根據(jù)本發(fā)明的化學(xué)成分范圍，在寬厚板生產(chǎn)線上生產(chǎn)出了厚度為60mm的鋼板，經(jīng)熱處理后，鋼板性能優(yōu)異，其化學(xué)成分如表5所示，控軋控冷工藝如表6所示，熱處理工藝參數(shù)如表7所示，鋼板的力學(xué)性能如表8所示。表5實(shí)施例2實(shí)測(cè)化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)％，其余為Fe)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實(shí)施例2中的60mm厚度鋼板在不同位置同樣具有優(yōu)良的_60°C低溫沖擊性能，而且鋼板1/4厚度的韌脆轉(zhuǎn)變溫度在_95°C，鋼板心部的韌脆轉(zhuǎn)變溫度在_75°C，保證了較厚鋼板在整個(gè)厚度方向擁有良好的低溫沖擊性能均勻性，提高了材料的安全運(yùn)行系數(shù)。權(quán)利要求一種低溫環(huán)境下使用的高強(qiáng)度鋼板的制造方法，鋼的化學(xué)成分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為C0.06～0.10％，Si0.10～0.40％，Mn0.9～1.40％，Ti0.010～0.030％，V0.01～0.06％，Cr0.0～0.40％，Ni0.10～0.30％，Mo0.10～0.30％，余量為Fe，成分碳當(dāng)量要求≤0.45％，其特征在于(1)加熱制度將鋼坯加熱到1200～1250℃，保證鋼坯均熱時(shí)間0.5～1.0小時(shí)；(2)軋制工藝控制生產(chǎn)鋼板壓縮比≥4.0，軋制分兩階段軋制，即再結(jié)晶區(qū)軋制和未再結(jié)晶區(qū)軋制，加大鋼坯在再結(jié)晶區(qū)軋制道次壓下率，使其穩(wěn)定大于8％，要求至少有2道穩(wěn)定≥15％；中間待溫厚度控制在成品厚度的2.0～4.0倍，控制未再結(jié)晶區(qū)開軋溫度為820～850℃，終軋溫度在800～820℃；(3)水冷工藝熱軋后進(jìn)行水冷，終冷溫度控制在650～720℃，冷卻速度控制在5～12℃/s；(4)熱處理工藝鋼板淬火溫度要求在完全奧氏體化溫度以上30～50℃，本發(fā)明采用910～950℃，保證鋼板心部達(dá)到此溫度的時(shí)間在20min以上，回火處理時(shí)，采用回火溫度620～700℃，保溫時(shí)間大于20min，保證鋼板回火溫度和保溫時(shí)間的匹配，獲得較高強(qiáng)度的同時(shí)具有較好的沖擊韌性。全文摘要一種低溫環(huán)境下使用的高強(qiáng)度鋼板的制造方法。鋼的化學(xué)成分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為C0.06～0.10％，Si0.10～0.40％，Mn0.9～1.40％，Ti0.010～0.030％，V0.01～0.06％，Cr0.0～0.40％，Ni0.10～0.30％，Mo0.10～0.30％，余量為Fe，成分碳當(dāng)量要求≤0.45％，生產(chǎn)鋼板厚度規(guī)格為10～60mm。采用控軋控冷和熱處理工藝進(jìn)行性能控制，優(yōu)點(diǎn)在于，生產(chǎn)的鋼板較同等級(jí)鋼板綜合力學(xué)性能大幅改善厚度處于10～60mm，屈服強(qiáng)度可穩(wěn)定達(dá)到≥490MPa，抗拉強(qiáng)度可穩(wěn)定達(dá)到60kg級(jí)，-60℃低溫沖擊功均值穩(wěn)定達(dá)到≥100J，完全能夠滿足在-60℃的低溫環(huán)境下對(duì)鋼板的高性能要求。文檔編號(hào)C22C38/50GK101831594SQ20101014687公開日2010年9月15日申請(qǐng)日期2010年4月12日優(yōu)先權(quán)日2010年4月12日發(fā)明者劉印良,呂延春,吳斌,姜中行,宋增強(qiáng),張躍飛,王全禮,王文軍,白學(xué)軍,金茹,隋鶴龍,麻慶申申請(qǐng)人:首鋼總公司