專利名稱：一種屈服強度690MPa級高強度鋼板的生產方法
技術領域：
本發明屬于低合金高強度鋼領域，特別涉及一種690MPa級的高強度鋼板的生產方法。
背景技術：
一般認為，屈服強度大于345MPa的鋼板稱為高強度鋼板。隨著工程機械、煤礦機械向裝備大型化、輕量化、重載荷等方向發展，高強度鋼板用量呈現不斷增加的趨勢，強度級別提高也很快，傳統的工程機械用高強度鋼板主要以固溶強化、析出強化為主來提高強度，其中碳及合金元素含量較高，大多采用離線調質處理，增加了鋼企的生產成本。目前，很多寬厚板生產線都裝備了超快冷系統(Ultra-Fast Cooling system),例如寶鋼、鞍鋼、首鋼、萊鋼等，可以實現鋼板的在線淬火(Direction Quench,簡稱DQ),新一代控制軋制控制 冷卻技術在鋼材生產中得到了廣泛的應用，通過合理設計合金元素含量和控軋控冷參數實現相變強化、細晶強化和亞晶強化等強化機制，獲得鋼材強度、塑性、韌性和可焊性的良好匹配。

發明內容
本發明的目的是提供一種屈服強度690MPa級的高強度高韌性鋼板的生產方法。本發明的突出優勢在于板坯經控制軋制后采用在線淬火(DQ)+回火(T)工藝生產出屈服強度690MPa級的高強度高韌性鋼板，不僅降低了生產成本，還提高了生產效率。本發明的技術方案本發明一種屈服強度690MPa級高強度鋼板的化學成分按重量百分比為C :0· 04 O. 09 %、Si :0· 25 O. 50 %、Mn :I. 4 I. 7 %、P :彡 O. 020 %、S :(O. 010%,Cr ( O. 45%,Mo ( O. 20%,Nb :0. 04 O. 05%,V :0. 05 O. 07%,Ti :0. 005 O. 020%,B :0. 0005 O. 0025%，余量為Fe和不可避免的雜質。本發明所述的一種屈服強度690MPa級高強度鋼板的制備方法、主要工藝參數及原理分析如下I、加熱和軋制加熱溫度1180 1220°C，保溫時間為120 180min。采用兩階段控制軋制工藝，即奧氏體再結晶區軋制和奧氏體未再結晶區軋制。在奧氏體再結晶區軋制時，開軋溫度為1130 1180°C，第I 2道次壓下量應大于10%，其次至少有I 2道次壓下率控制在20 40%，用以充分細化原始奧氏體晶粒；在奧氏體未再結晶區軋制時，開軋溫度900 950°C，累積壓下率大于60%，終軋溫度為810 840°C。2、冷卻控制軋制結束后，鋼板進入加速冷卻裝置，按25°C /s以上的冷卻速度冷卻至3000C以下，實現在線直接淬火。3、回火熱處理
根據實驗結果確定鋼板的最佳回火溫度為500 600 V,保溫時間為20min+tX2. 5min/mm,其中t為鋼板厚度,單位為nn。本發明的有益效果為I、通過低碳微合金化設計，降低Mo和Ni等貴重元素含量，降低了合金成本；摒棄了傳統的離線調質工藝轉而采用在線淬火+回火工藝，降低了工序成本，提高了生產效率。2、通過合理的化學成分設計，并采取上述工藝可以得到一種屈服強度690MPa以上，抗拉強度770MPa以上，延伸率14%以上，且具有良好低溫沖擊韌性和焊接性能的鋼板。


圖I為本發明實施例I鋼板的金相組織圖。
具體實施方式
以下用實施例對本發明作更詳細的描述。這些實施例僅僅是對本發明最佳實施方式的描述，并不對本發明的范圍有任何限制。實施例I按表I所示的化學成分冶煉，并澆鑄成鋼錠，將鋼錠加熱至1220°C，保溫150分鐘，在實驗軋機上進行第一階段軋制，即奧氏體再結晶區軋制，開軋溫度為1170°C，第I 2道次壓下量應大于10%，其次至少有I 2道次壓下率控制在20 40%，當軋件厚度為60mm時，在輥道上待溫至900°C，隨后進行第二階段軋制，即奧氏體未再結晶區軋制。奧氏體未再結晶區軋制目的是為了保證其在未再結晶區有足夠的變形量，在變形的奧氏體內有更高密度的位錯累計，為鐵素體相變提供更有利的形核條件。較大的變形也有利于Nb的碳氮化合物的析出，由于變形誘導析出的作用，較大的道次變形率將有利于析出物的形成并且使其更加細小和彌散，同時，細小和彌散的析出物及其釘扎作用為鐵素體提供高密度的形核地點并且阻止其長大和粗化，這對于鋼的強度與韌性都起到有利的作用。將終軋溫度控制在未再結晶區的低溫段，同時該溫度區接近相變點Aiv終軋溫度為840°C，成品鋼板厚度為20mm。軋制結束后，鋼板進入加速冷卻(ACC)裝置，以25°C /s的速度冷卻至270°C，出水后冷床冷卻。之后對鋼板進行回火熱處理，回火溫度500°C,保溫時間為20min+tX2. 5min/mm,其中t為鋼板厚度,單位為mm。由于鋼板在軋制過程中積累了密度很高的位錯和極高的應變能，高密度的位錯將與Nb的析出物Nb(CN)粒子相互作用，在軋制完成至加速冷卻的空冷(馳豫)過程中，這種相互作用促使在奧氏體晶粒內部形成大量細小的多邊形位錯胞結構，Nb原子在位錯墻上的偏聚以及大量微細Nb (CN)在位錯胞壁上的析出，穩定了這種具有一定取向差的多邊形胞狀結構。同時，一個道次的較大變形具有誘導鐵素體相變的作用，在這種誘導作用下，Ar3A有所提高，即出現所謂“應變誘導相變”現象，在未再結晶溫度區較大的變形量，將有利于針狀鐵素體的晶內形核，同時會使貝氏體基體上的馬氏體島分布更加均勻彌散，最終得到板條狀貝氏體和馬氏體的整合組織。實施例2實施方式同實施例1，其中加熱溫度為1200°C，保溫150分鐘，第一階段軋制的開軋溫度為1160°C，軋件厚度為54mm，第二階段軋制的開軋溫度為910°C，終軋溫度為830°C，成品鋼板厚度為18mm ;鋼板冷卻速度為25Γ /s，終冷溫度為28(TC。之后對鋼板進行回火熱處理，回火溫度55(TC，保溫時間為20min+tX2. 5min/mm，其中t為鋼板厚度，單位為mm。實施例3實施方式同實施例1，其中加熱溫度為1200°C，保溫150分鐘；第一階段乳制的開乳溫度為1150°C，乳件厚度為48mm ;第二階段乳制的開乳溫度為910°C，終乳溫度為84(TC，成品鋼板厚度為16mm ;鋼板冷卻速度為27Γ /s，終冷溫度為30(TC。之后對鋼板進行回火熱處理，回火溫度60(TC，保溫時間為20min+t X 2. 5min/mm，其中t為鋼板厚度，單位為mm。表I本發明實施例I 3的化學成分(wt % )
權利要求
1.一種屈服強度690MPa級高強度鋼板的生產方法，其特征在于，所述鋼板的化學成分按重量百分比為 C 0. 04 O. 09%,Si 0. 25 O. 50%,Mn 1. 4 I. 7%,P :彡 O. 020%,S (O. 010%,Cr ( O. 45%,Mo ( O. 20%,Nb :0. 04 O. 05%,V :0. 05 O. 07%,Ti :0. 005 O.020%,B :0. 0005 O. 0025%，余量為Fe和不可避免的雜質。
2.一種如權利要求I所述的屈服強度690MPa高強度鋼板的生產方法，其特征在于 按照權利要求I所述的的化學成分冶煉，并澆鑄成鋼錠，將鋼錠制造成所述鋼板的方法如下 1)、加熱和軋制 (a)、在加熱過程中，加熱溫度為1180 1220°C，保溫時間為120 180min； (b)、軋制軋制分為第一階段和第二階段軋制 第一階段在奧氏體再結晶區軋制，軋制過程中，開軋溫度為1130 1180°C，第I 2道次壓下量應大于10%，其余至少有I 2道次壓下率控制在20 40% ; 第二階段在奧氏體未再結晶區軋制，開軋溫度900 950°C，軋制過程中，累積壓下率大于60%，終軋溫度為810 840°C ； 2)、冷卻 在冷卻過程中，鋼板進入加速冷卻裝置，以20 25V /s的速度冷卻至300°C以下，實現在線淬火，出水后空冷； 3)、回火熱處理 鋼板回火溫度控制在500 600°C，保溫時間為20min+tX2. 5min/mm，其中t為鋼板厚度，單位為mm。
全文摘要
本發明提供了一種屈服強度690MPa級高強度鋼板的生產方法，所述鋼板的化學成分按重量百分比為C0.04～0.09％、Si0.25～0.50％、Mn1.4～1.7％、P≤0.020％、S≤0.010％、Cr≤0.45％、Mo≤0.20％、Nb0.04～0.05％、V0.05～0.07％、Ti0.005～0.020％、B0.0005～0.0025％，余量為Fe和不可避免的雜質。采用低碳微合金化設計，控制軋制后通過在線淬火(DQ)+回火工藝(T)，獲得了回火馬氏體+回火貝氏體的整合組織，從而獲得了強度、塑性和韌性的良好匹配，同時降低了生產成本，提高了生產效率。
文檔編號C22C38/38GK102851604SQ201210365900
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月22日 優先權日2012年9月22日
發明者楊雄, 路璐, 高志國, 劉莉, 王海明, 張輝, 康利明 申請人:內蒙古包鋼鋼聯股份有限公司