低合金Q345E大于60mm厚鋼板及制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低合金Q345E大于60mm厚鋼板及制造方法。本發(fā)明的化學(xué)成分按重量百分比計包括：C：0.06～0.1%；Si：0.2～0.5%；Mn：1.3～1.55%；P：≤0.015%；S：≤0.007%；Nb：0.015～0.03%；V：0.015～0.45%；其余為鐵和不可避免雜質(zhì)。該鋼不需熱處理工藝，只采用控軋+控冷。連鑄坯加熱后軋制成型，軋制分為第一階段和第二階段軋制，開軋溫度1190～1230℃，終軋溫度≥990℃，至少有兩道次相對壓下率≥15%。第二階段軋制鋼板開軋溫度為890～930℃，終軋溫度為870～900℃。軋制后的鋼板進行層流冷卻。采用本發(fā)明方法生產(chǎn)的低合金Q345E大于60mm厚鋼板晶粒細(xì)小，鋼板機械性能優(yōu)良，-40℃的沖擊功在200J以上，鋼板屈服強度在420～490MPa之間，抗拉強度在520～600MPa之間，延伸率≥21%。
【專利說明】低合金Q345E大于60mm厚鋼板及制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種低合金Q345E大于60mm厚鋼板制造方法，特別涉及控軋+控冷工藝，屬于材料成型領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]Q345E是一種低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼，廣泛用于能源、交通、建筑、工程機械等國民經(jīng)濟各個重要領(lǐng)域。隨著各行各業(yè)的不斷發(fā)展，Q345E的使用鋼板有越來越厚的趨勢。Q345E對鋼板的低溫沖擊韌性要求較高，要求_40°C時的沖擊功不低于34J。Q345E是典型的鐵素體+珠光體組織鋼，對于鐵素體+珠光體組織鋼來說，鋼中的碳含量越低，鋼板的韌性就越好，韌脆轉(zhuǎn)變溫度就越低；鋼板的晶粒越細(xì)小，鋼板的韌性就越好，鋼板的韌脆轉(zhuǎn)變溫度就越低。現(xiàn)在多數(shù)寬厚板廠的Q345E的成分設(shè)計碳含量都較高，碳含量一般不低于0.12%，采用較高的碳含量設(shè)計，目的是為了提高鋼板的強度，尤其是抗拉強度。而對于Q345E的厚規(guī)格鋼板來說，由于受軋制時壓縮比小和冷卻速度較小的影響，一般的生產(chǎn)方法很難有效細(xì)化成品鋼板晶粒，再加上碳含量較高，導(dǎo)致Q345E的沖擊功偏低，-40°C的沖擊功很多低于標(biāo)準(zhǔn)要求，產(chǎn)品性能不穩(wěn)定。為了保證厚規(guī)格Q345E的沖擊功滿足要求，傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法是，將熱軋后的Q345E進行正火處理。增加正火熱處理工序后，鋼板的機械性能會得到改善，沖擊功提聞，但鋼板的制造成本會大幅度升聞，生廣周期延長。
[0003]專利號CN102041442A “一種低合金Q345E中厚鋼板及其生產(chǎn)工藝”，介紹了只用控軋+控冷，不用熱處理工藝生產(chǎn)Q345E鋼板的方法，該方法生產(chǎn)的Q345E鋼板機械性能都滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，-40°C的沖擊功在100J以上，鋼板的生產(chǎn)成本較低。
[0004]專利號CN102312156A “一種60mm以下保性能低合金Q345E+B鋼板及其生產(chǎn)方法”，介紹了只用控軋+控冷，不用熱處理工藝生產(chǎn)Q345E鋼板的方法，該方法生產(chǎn)的Q345E鋼板機械性能都滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，-400C的沖擊功在80J以上，該鋼種在傳統(tǒng)的C-Mn鋼基礎(chǔ)上，添加了 0.05 ~0.20% 的 N1、0.02 ~0.05% 的 V。
[0005]上述兩個專利雖然都取消了熱處理工序，但只能生產(chǎn)60mm厚以下的鋼板。上述第二個專利還在鋼里添加了貴重金屬Ni，使鋼板的合金成本升高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種工藝簡單、成本低廉的低合金Q345E大于60mm厚鋼板及制造方法。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
[0008]低合金Q345E大于60mm厚鋼板的化學(xué)成分，按重量百分比:C:0.06~0.1%;Si:
0.2 ~0.5% ； Mn:1.3 ~1.55% ； P: ≤0.015% ； S: ≤0.007% ；Nb:0.015 ~0.03% ；V:
0.015~0.45% ;其余為鐵和不可避免雜質(zhì)。
[0009]本發(fā)明制備方法如下:
[0010](I)加熱工藝:采用250mm厚連鑄坯。連鑄坯加熱溫度1200-1240°C，加熱時間250~430分鐘；
[0011](2)軋制成型工藝:鋼坯加熱好后進行軋制，軋制分為第一階段和第二階段軋制，第一階段為奧氏體區(qū)再結(jié)晶軋制，第一階段開軋厚度為板坯的厚度，開軋溫度1190~1230°C，終軋溫度≤990°C，至少有兩道次相對壓下率≤15%。第二階段軋制鋼板的開軋厚度為1.35-2.5倍成品鋼板厚度，開軋溫度為890~930°C，第二階段終軋溫度為870~900 0C ；
[0012](3)軋后冷卻工藝將上述軋制后的鋼板進行層流冷卻，冷卻速度為6~20°C /s，終冷溫度為570~620°C。
[0013]對上述加熱好的連鑄坯是在奧氏體再結(jié)晶區(qū)、未再結(jié)晶區(qū)進行軋制。上述第一階段的軋制即為奧氏體再結(jié)晶區(qū)軋制，通過高溫區(qū)的奧氏體再結(jié)晶軋制，充分細(xì)化奧氏體晶粒，較大的單道次壓下率有利于板坯內(nèi)部的裂紋、疏松等缺陷在壓力加工作用下焊合；第一階段軋制結(jié)束后，中間坯在輥道上擺動降溫，降溫方式為自然空冷，降溫至第二階段開軋溫度開始軋制。第二階段的軋制屬于非再結(jié)晶控軋，通過Nb的碳氮化物析出，釘扎位錯，晶粒內(nèi)部在軋制變形下產(chǎn)生應(yīng)變，通過多道次軋制，晶粒內(nèi)部積累了大量的形變能和相變形核位置；通過軋后的快速冷卻和低的終冷溫度，得到晶粒細(xì)小的鐵素體+珠光體并有少量貝氏體的組織。
[0014]本發(fā)明與已有技術(shù)比較，具有下列顯著的優(yōu)點和效果
[0015]I)本發(fā)明在C-Mn鋼基礎(chǔ)上，添加少量微合金Nb、V，通過控軋、控冷工藝就生產(chǎn)出了厚度大于60mm的Q345E鋼板，省去了熱處理工藝，工藝路線簡單，縮短了生產(chǎn)周期，降低了生產(chǎn)成本。
[0016]2)采用本發(fā)明方法生產(chǎn)的鋼板晶粒細(xì)小，韌性良好，-40°C夏比沖擊功都在200J以上，遠遠超出標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0017]3)本發(fā)明生產(chǎn)的低 合 金Q345E大于60mm厚鋼板屈服強度在420~490MPa之間，抗拉強度在520~600MPa之間，延伸率≤21%。
[0018]4)鋼板的成分和工藝設(shè)計合理，工藝制度比較寬松，可在寬厚板線上穩(wěn)定生產(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明金相組織圖。
【具體實施方式】
[0020]下結(jié)合實例對本發(fā)明作進一步的描述。
[0021]實施例1
[0022]采用厚度為250mm板還,板還出爐溫度為1215°C,板還加熱時間為391分鐘,板坯的(重量百分比)化學(xué)成分為:C 0.066%, Si 0.34%, Mn 1.41%, P 0.01%, S 0.003%, Alt
0.024%,Nb 0.021%，V0.035，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。軋制成厚度為60mm的鋼板，詳細(xì)的軋制及冷去工藝見表1，其力學(xué)性能見表2。
[0023]表1軋制及冷卻工藝
[0024]
【權(quán)利要求】
1.低合金Q345E大于60mm厚鋼板，其特征在于，包含如下重量百分比的化學(xué)成分:
C:0.06 ~0.l%、Si:0.2 ~0.5%、Mn:1.3 ~1.55%、P..≤0.015%、S:≤ 0.007%、Nb:0.015~0.03%、V:0.015~0.45% ;其余為鐵和不可避免雜質(zhì)。
2.低合金Q345E大于60mm厚鋼板制造方法，其特征在于，包括加熱、軋制、冷卻工藝: (1)加熱工藝:采用250mm厚的連鑄坯，連鑄坯加熱溫度1200-1240°C，加熱時間250~430分鐘； (2)軋制成型工藝:將加熱后的連鑄坯進行軋制，軋制分為第一階段和第二階段軋制，第一階段為奧氏體區(qū)再結(jié)晶軋制，第一階段開軋厚度為板坯的厚度，開軋溫度1190~`1230°C，終軋溫度≥990°C，至少有兩道次相對壓下率≥15%;第二階段軋制鋼板的開軋厚度為1.35-2.5倍成品鋼板厚度，開軋溫度為890~930°C，第二階段終軋溫度為870~`900 0C ； (3)軋后冷卻:將上述軋制后的鋼板進行層流冷卻，冷卻速度為6~20°C/s，終冷溫度為 570 ~620 °C。
【文檔編號】C21D8/02GK103498097SQ201310288701
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月10日
【發(fā)明者】溫利軍, 董瑞峰, 張軍, 喬光 申請人:內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司