本發(fā)明屬于金屬材料生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種具有-60℃良好低溫韌性的熱軋h型鋼及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

近年來，能源的開采從環(huán)境條件適宜區(qū)域向氣候惡劣的北極區(qū)域轉(zhuǎn)移，由于北極地區(qū)是氣候條件惡劣的高寒地區(qū)，使得在北極等高寒地區(qū)建造或使用的油氣開采裝置必須具有高的耐低溫特性，使用的鋼鐵結(jié)構(gòu)材料必須在-50℃～60℃以下的嚴(yán)寒條件下，具有優(yōu)異的低溫沖擊韌性要求。

而按照一般h型鋼生產(chǎn)工藝流程生產(chǎn)出的h型鋼，其韌韌脆轉(zhuǎn)變溫度在-10℃左右，如用于高寒地區(qū)和低溫環(huán)境，則在承受動(dòng)載或沖擊時(shí)，容易出現(xiàn)脆斷，造成不必要的損失，用于-60℃及以下環(huán)境的h型鋼，其低溫韌性要滿足gb712中f級(jí)鋼的要求；而以異型坯為原料，采用鐵水預(yù)處理、低溫大壓下和軋后控冷等措施生產(chǎn)的熱軋h型鋼，-60℃低溫韌性等可滿足gb712中-60℃沖擊性能要求。同時(shí)，采用h型鋼替代焊接h型鋼可以減少焊接工序，提高了工程進(jìn)度、材料利用率和安全性。

中國(guó)發(fā)明專利：專利號(hào)200410020627.x，公開的h型鋼軋后控制冷卻方法，雖然生產(chǎn)過程中對(duì)軋制后的h型鋼采用氣霧冷卻方式在冷卻裝置中進(jìn)行冷卻，利用相變強(qiáng)化、析出強(qiáng)化和細(xì)晶強(qiáng)化機(jī)制，得到具有細(xì)小晶粒的h型鋼組織狀態(tài)，但主要是以提高h(yuǎn)型鋼的強(qiáng)度，對(duì)低溫韌性方面沒有涉及。

中國(guó)發(fā)明專利：公開(公告)號(hào)cn102051525a，一種低成本q420qe橋梁用鋼板的生產(chǎn)方法，該專利主要是以連鑄坯為基礎(chǔ)，通過合理的控制軋制和控制冷卻工藝處理，生產(chǎn)10-40mm厚q420qe鋼板。但該專利的對(duì)象為連鑄板坯生產(chǎn)的鋼板，與以異型坯生產(chǎn)的h型鋼在工藝上有較大的差異，且主要涉及-40℃低溫沖擊要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種具有-60℃良好低溫韌性的熱軋h型鋼，具有極低的韌脆轉(zhuǎn)變溫度和良好低溫韌性。

本發(fā)明還提供了一種具有-60℃良好低溫韌性的熱軋h型鋼的生產(chǎn)方法，控制鋼坯加熱工藝、軋制溫度和冷卻工藝，配合鋼的元素配方，生產(chǎn)的h型鋼具有極低的韌脆轉(zhuǎn)變溫度和良好低溫韌性，且減少了焊接工序和焊后目視檢查和焊縫探傷等工序，噸鋼可降低成本500元以上。

本發(fā)明提供的一種具有-60℃良好低溫韌性的熱軋h型鋼，含有以下重量百分別的元素：碳0.07～0.15％、硅0.15～0.35％、錳1.00～1.45％、磷≤0.020％、硫≤0.015％、釩0.020～0.060％、鈮0.010～0.060％、鎳0.10～0.25％、als≥0.015％，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。

本發(fā)明還提供了一種具有-60℃良好低溫韌性的熱軋h型鋼的生產(chǎn)方法，流程為：鐵水預(yù)處理→轉(zhuǎn)爐冶煉→吹氬站→lf精煉→異型坯全保護(hù)澆鑄→h型鋼a線軋制。

進(jìn)一步的，鋼坯加熱工藝控制：加熱溫度控制在1220～1240℃；

進(jìn)一步的，軋制溫度工藝控制：開軋溫度控制在1050～1150℃；

進(jìn)一步的，軋制溫度工藝控制：3機(jī)架萬能軋制道次開軋溫度控制在910～950℃，終軋溫度控制在780～900℃；

進(jìn)一步的，冷卻工藝控制：軋件以50℃/s～90℃/s速度冷卻到580～650℃區(qū)間相變，回溫至650～710℃，然后自然冷卻到室溫；

進(jìn)一步的，萬能道次的壓下率控制在50％以上。

由于熱軋h型鋼采用異型坯為原料，受到壓縮比和軋制能力的限制，不能通過低溫大變形來獲得細(xì)小的晶粒組織，而變形量對(duì)奧氏體再結(jié)晶百分?jǐn)?shù)的影響與鋼中nb、變形溫度有很大關(guān)系。當(dāng)鋼中無nb時(shí)，隨著變形量的增加，再結(jié)晶百分?jǐn)?shù)剛開始增加迅速，隨后增加緩慢。當(dāng)鋼中有nb時(shí)，在變形溫度較低時(shí)，再結(jié)晶百分?jǐn)?shù)隨變形量的增加而緩慢增加；在變形溫度較高時(shí)，奧氏體再結(jié)晶百分?jǐn)?shù)隨變形量增加而迅速增加，增加到一定值時(shí)，再提高變形量，變形奧氏體再結(jié)晶百分?jǐn)?shù)的增加趨勢(shì)又變緩。變形溫度再高，如果變形量太小仍然不能達(dá)到完全再結(jié)晶。本發(fā)明的配方配合本發(fā)明的工藝通過控制形變溫度下的圧下率，獲得細(xì)小鐵素體與珠光體晶粒組織，從而得到良好強(qiáng)韌性效果的熱軋h型鋼產(chǎn)品。

采用本發(fā)明提供的生產(chǎn)方法生產(chǎn)的428×407×20×35規(guī)格熱軋h型鋼，其-60℃低溫韌性為202j，屈服強(qiáng)度為385mpa，抗拉強(qiáng)度為501mpa，延伸率為31.0％，具有極低的韌脆轉(zhuǎn)變溫度和良好低溫韌性；采用本生產(chǎn)方法生產(chǎn)的400×400×13×21規(guī)格熱軋h型鋼，其-60℃低溫韌性為208j，屈服強(qiáng)度為361mpa，抗拉強(qiáng)度為491mpa，延伸率為35.0％；采用本生產(chǎn)方法生產(chǎn)的194×150×6×9規(guī)格熱軋h型鋼，其-60℃低溫韌性為196j，屈服強(qiáng)度為454mpa，抗拉強(qiáng)度為535mpa，延伸率為30.0％。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本生產(chǎn)方法生產(chǎn)的熱軋h型鋼具有極低的韌脆轉(zhuǎn)變溫度和良好低溫韌性，同時(shí)使結(jié)構(gòu)制作單位減少了焊接工序和焊后目視檢查和焊縫探傷等工序，噸鋼可降低成本500元以上。

附圖說明

圖1為100x晶粒度-428×407×20×35規(guī)格-晶粒度9.0級(jí)-鐵素體+珠光體；

圖2為100x晶粒度-400×400×13×21規(guī)格-晶粒度9.5級(jí)-鐵素體+珠光體；

圖3為100x晶粒度-194×150×6×9規(guī)格-晶粒度10.5級(jí)-鐵素體+珠光體+少量馬氏體。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種具有-60℃良好低溫韌性的熱軋h型鋼，含有以下重量百分別的元素：碳0.10％、硅0.28％、錳1.41％、磷0.010％、硫0.008％、釩0.045％、鈮0.025％、鎳0.15％、als0.020％。

其生產(chǎn)工藝控制如下：加熱溫度控制在1220～1240℃，開軋溫度控制在1120℃，萬能軋制道次開軋溫度控制在940℃，終軋溫度控制在860℃；萬能道次的壓下率控制在52％；冷卻工藝控制：軋件以65℃/s速度冷卻到640℃附近相變，回溫至680℃，然后自然冷卻到室溫。

按本發(fā)明工藝生產(chǎn)的428×407×20×35規(guī)格的熱軋h型鋼，100x晶粒度如圖3所示；其抗拉強(qiáng)度501mpa、屈服強(qiáng)度385mpa、延伸率31.0％、-60℃縱向v型沖擊功202j，熔煉分析c含量為0.10％，碳當(dāng)量為0.37％，各項(xiàng)性能符合gb712-2011中fh36的要求。其-60℃低溫韌性為202j，屈服強(qiáng)度為385mpa，抗拉強(qiáng)度為501mpa，延伸率為31.0％，具有極低的韌脆轉(zhuǎn)變溫度和良好低溫韌性；

實(shí)施例2

一種具有-60℃良好低溫韌性的熱軋h型鋼，含有以下重量百分別的元素：碳0.10％、硅0.25％、錳1.35％、磷0.007％、硫0.005％、釩0.036％、鈮0.020％、鎳0.13％、als0.022％。

其生產(chǎn)工藝控制如下：加熱溫度控制在1220～1240℃，開軋溫度控制在1100℃，萬能軋制道次開軋溫度控制在925℃，終軋溫度控制在842℃；萬能道次的壓下率控制在55％；冷卻工藝控制：軋件以57℃/s速度冷卻到600℃附近相變，回溫至658℃，然后自然冷卻到室溫。

按本發(fā)明工藝生產(chǎn)的400×400×13×21規(guī)格的熱軋h型鋼，100x晶粒度如圖2所示；其抗拉強(qiáng)度491mpa、屈服強(qiáng)度361mpa、延伸率35.0％、-60℃縱向v型沖擊功208j，熔煉分析c含量為0.10％，碳當(dāng)量為0.36％，各項(xiàng)性能符合gb712-2011中fh36的要求。其-60℃低溫韌性為208j，屈服強(qiáng)度為361mpa，抗拉強(qiáng)度為491mpa，延伸率為35.0％

實(shí)施例3

一種具有-60℃良好低溫韌性的熱軋h型鋼，含有以下重量百分別的元素：碳0.10％、硅0.28％、錳1.41％、磷0.010％、硫0.008％、釩0.045％、鈮0.025％、鎳0.15％、als0.020％。

其生產(chǎn)工藝控制如下：加熱溫度控制在1220～1240℃，開軋溫度控制在1120℃，萬能軋制道次開軋溫度控制在940℃，終軋溫度控制在860℃；萬能道次的壓下率控制在52％；冷卻工藝控制：軋件以65℃/s速度冷卻到640℃附近相變，回溫至680℃，然后自然冷卻到室溫。

按本發(fā)明工藝生產(chǎn)的194×150×6×9規(guī)格的熱軋h型鋼，100x晶粒度如圖1所示；其抗拉強(qiáng)度535mpa、屈服強(qiáng)度454mpa、延伸率30.0％、-60℃縱向v型沖擊功196j，熔煉分析c含量為0.09％，碳當(dāng)量為0.37％，各項(xiàng)性能符合gb712-2011中fh36的要求。其-60℃低溫韌性為196j，屈服強(qiáng)度為454mpa，抗拉強(qiáng)度為535mpa，延伸率為30.0％。