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一种低成本Q460C钢板及其制备方法

基本信息

  • 申请号 CN201811377378.8 
  • 公开号 CN109594014A 
  • 申请日 2018/11/19 
  • 公开日 2019/04/09 
  • 申请人 包头钢铁(集团)有限责任公司  
  • 优先权日期  
  • 发明人 温利军 薛越 李浩 赵超 张满全 徐建东 高军  
  • 主分类号 C22C38/02 
  • 申请人地址 014010 内蒙古自治区包头市昆区河西工业区 
  • 分类号 C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/18;C21D8/02 
  • 专利代理机构 北京律远专利代理事务所(普通合伙) 11574 
  • 当前专利状态 发明专利申请公布 
  • 代理人 全成哲 
  • 有效性 审查中-实审 
  • 法律状态 审查中-实审
  •  

摘要

本发明公开了一种低成本Q460C钢板,该钢按重量百分比包括如下化学成分:C:0.15~0.17%;Si:0.3~0.4%;Mn:0.95~1.1%;Cr:0.4~0.5;P≤0.02%;S≤0.005%;Ca:0.0015~0.003%;Als:0.017~0.03%;其余为铁和不可避免杂质。
还公布了一种制备方法。
本发明通过合适的加热、轧制、控冷工艺,生产出了综合性能良好的Q460C钢板。
钢板机械性能优良,钢板的屈服强度在480MPa~515MPa之间,抗拉强度在580~630MPa之间,延伸率在19%~26%之间,0℃冲击功在153J~221J之间。
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权利要求书


1.一种低成本Q460C钢板,其特征在于,按重量百分比包括如下化学成分:C:0.15~0.17%;Si:0.3~0.4%;Mn:0.95~1.1%;Cr:0.4~0.5;P≤0.02%;S≤
0.005%;Ca:0.0015~0.003%;Als:0.017~0.03%;其余为铁和不可避免杂质。
2.根据权利要求1所述的低成本Q460C钢板,其特征在于,按重量百分比包括如下化学成分:C:0.15%,Si:0.4%,Mn:0.95%,Cr:0.4,P:0.02%,S:0.002%,Als:0.017%,Ca:
0.0015%,余量为Fe和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的低成本Q460C钢板,其特征在于,按重量百分比包括如下化学成分:C:0.16%,Si:0.34%,Mn:1.05%,Cr:0.45,P:0.012%,S:0.002%,Als:0.027%,余量为Fe和不可避免的杂质。
4.根据权利要求1所述的低成本Q460C钢板,其特征在于,按重量百分比包括如下化学成分:C:0.16%,Si:0.35%,Mn:1.02%,Cr:0.45,P:0.013%,S:0.002%,Als:0.025%,Ca:
0.0015%,余量为Fe和不可避免的杂质。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的低成本Q460C钢板的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:1)选用250mm厚的连铸坯;2)加热工艺:采用250mm厚的连铸坯进行生产,板坯加热时采用步进式加热炉,连铸坯出炉温度1160-1190℃,加热时间240~370分钟;板坯在加热炉中加热时活动梁托起板坯的移动速度为1.2m/min;3)15mm~20mm厚钢板轧制成型工艺:板坯加热好之后进行控制轧制,第一阶段开轧厚度为板坯厚度,第一阶段开轧温度1150~1180℃,第一阶段终轧温度≥1020℃,第一阶段高温延伸轧制时单道次压下率≥13%,第一阶段轧制速度为1.5~2.5m/s;第二阶段钢板的开轧厚度为4倍成品钢板厚度,第二阶段钢板开轧温度为870~900℃,第二阶段终轧温度为770~800℃;钢板轧完后进行层流冷却,终冷温度为590~610℃;4)20mm~30mm厚钢板轧制成型工艺:板坯加热好之后进行控制轧制,第一阶段开轧厚度为板坯厚度,第一阶段开轧温度1150~1180℃,第一阶段终轧温度>1010℃,第一阶段高温延伸轧制时单道次压下率≥12%,第一阶段轧制速度为1.2~2m/s;第二阶段钢板的开轧厚度为4倍成品钢板厚度,第二阶段钢板开轧温度为860~880℃,第二阶段终轧温度为770~790℃;钢板轧完后进行层流冷却,终冷温度为590~610℃;5)最终钢板厚度为15mm~30mm厚。
6.根据权利要求5所述的低成本Q460C钢板的制备方法,其特征在于,所述步骤3)中,钢板轧完后进行层流冷却时冷却速度为20~25℃/s。
7.根据权利要求5所述的低成本Q460C钢板的制备方法,其特征在于,所述步骤4)中,钢板轧完后进行层流冷却时冷却速度为15~24℃/s。
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说明书

技术领域
本发明涉及结构钢领域,尤其涉及一种低成本Q460C钢板及其制备方法。
背景技术
Q460C低合金高强度结构钢板以其较高的强度和良好的韧性,被广泛的应用在建筑、机械制造等领域,尤其是宽厚的Q460C钢板使用量大。
Q460C钢板由于强度较高,且钢板常常要进行切割焊接,为了使材料易于焊接,其碳当量不能太高。
因此在生产时都一般采用控轧控冷技术相结合,同时在钢中添加一定量的微合金,以细化晶粒提高韧性;或者添加较多的合金,在轧后进行热处理,以得到强度和韧性匹配良好的钢板。
由于微合金的价格比较贵,即使添加量较少,合金成本也较高,同时微合金加入后板坯质量容易产生裂纹,对钢板最终的表面质量控制不利。
若采用轧后热处理的工艺,虽然钢板的综合性能较好,但加入的合金更多,同时又多一道热处理工序,制造成本较高。
由于当前钢铁产品的利润率较低,效益不好。
因此降低产品制造成本,增强产品盈利能力迫在眉睫。
公开号“CN102719737A”的专利“屈服强度460MPa级正火高强韧钢板及其制造方法”提供了一种屈服强度460MPa级钢板的生产方法。
该方法生产强度满足要求,韧性也较好。
但该方法需要加入V、Ni等合金,轧后还要进行正火,制造成本较高。
公开号“CN104651716A”的专利“一种低合金Q460C钢板的生产方法”提供了一种Q460C钢板的生产方法,该方法生产的30mm厚以下钢板的强度和韧性都满足要求。
但该方法需要加入Nb、Ti等微合金,这样会增加合金成本,同时板坯表面容易产生裂纹,对钢板表面质量控制不利。
公开号“CN106086647A”的专利“一种低合金高强钢Q460C及其生产方法”提供了一种Q460C钢板的生产方法,该方法生产的钢板强度和韧性都满足要求。
但该方法需要加入较多的Nb、Ti等微合金,这样会增加合金成本,同时板坯表面容易产生裂纹,对钢板表面质量控制不利。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明的目的是提供一种表面质量良好,合金成本低,强度和韧性匹配良好的Q460C钢板,且其生产工艺简单。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:一种低成本Q460C钢板,按重量百分比包括如下化学成分:C:0.15~0.17%;Si:0.3~0.4%;Mn:0.95~1.1%;Cr:0.4~0.5;P≤0.02%;S≤0.005%;Ca:0.0015~0.003%;Als:0.017~0.03%;其余为铁和不可避免杂质。
进一步的,按重量百分比包括如下化学成分:C:0.15%,Si:0.4%,Mn:0.95%,Cr:0.4,P:0.02%,S:0.002%,Als:0.017%,Ca:0.0015%,余量为Fe和不可避免的杂质。
进一步的,按重量百分比包括如下化学成分:C:0.16%,Si:0.34%,Mn:1.05%,Cr:0.45,P:0.012%,S:0.002%,Als:0.027%,余量为Fe和不可避免的杂质。
进一步的,按重量百分比包括如下化学成分:C:0.16%,Si:0.35%,Mn:1.02%,Cr:0.45,P:0.013%,S:0.002%,Als:0.025%,Ca:0.0015%,余量为Fe和不可避免的杂质。
一种低成本Q460C钢板的制备方法,包括如下步骤:1)选用250mm厚的连铸坯;2)加热工艺:采用250mm厚的连铸坯进行生产,板坯加热时采用步进式加热炉,连铸坯出炉温度1160-1190℃,加热时间240~370分钟;板坯在加热炉中加热时活动梁托起板坯的移动速度为1.2m/min;3)15mm~20mm厚钢板轧制成型工艺:板坯加热好之后进行控制轧制,第一阶段开轧厚度为板坯厚度,第一阶段开轧温度1150~1180℃,第一阶段终轧温度≥1020℃,第一阶段高温延伸轧制时单道次压下率≥13%,第一阶段轧制速度为1.5~2.5m/s;第二阶段钢板的开轧厚度为4倍成品钢板厚度,第二阶段钢板开轧温度为870~900℃,第二阶段终轧温度为770~800℃;钢板轧完后进行层流冷却,终冷温度为590~610℃;4)20mm~30mm厚钢板轧制成型工艺:板坯加热好之后进行控制轧制,第一阶段开轧厚度为板坯厚度,第一阶段开轧温度1150~1180℃,第一阶段终轧温度>1010℃,第一阶段高温延伸轧制时单道次压下率≥12%,第一阶段轧制速度为1.2~2m/s;第二阶段钢板的开轧厚度为4倍成品钢板厚度,第二阶段钢板开轧温度为860~880℃,第二阶段终轧温度为770~790℃;钢板轧完后进行层流冷却,终冷温度为590~610℃;5)最终钢板厚度为15mm~30mm厚。
进一步的,所述步骤3)中,钢板轧完后进行层流冷却时冷却速度为20~25℃/s。
进一步的,所述步骤4)中,钢板轧完后进行层流冷却时冷却速度为15~24℃/s。
对上述加热好的连铸坯在奥氏体再结晶区进行控制轧制。
由于本成分设计不含Nb、V等微合金,因此轧制时全部属于再结晶轧制。
第一阶段控制轧制属于高温区的奥氏体再结晶控制轧制,这一阶段采用低速、大压下的轧制策略。
较大的单道次压下率能使轧制变形充分渗透至钢板中心,充分细化奥氏体晶粒并均匀奥氏体组织,同时轧制产生的高温焊合作用很大程度上消除了铸坯内部的疏松、微裂纹等缺陷,使钢板的致密度提高,材料综合性能改善;低速轧制使钢板每一道次轧完有较大的温降,由于钢板再结晶后晶粒的大小主要取决于当时的温度,这样每轧制一道次就会对晶粒进行不同程度细化,最终达到充分细化奥氏体晶粒的目的;还有轧制时轧制速度低,变形抗力小,容易实现较大的单道次压下率。
钢板的终轧温度主要基于两点考虑,一是能充分保证第二阶段的开轧温度满足要求,二是考虑现场批次轧制的要求,以提高轧制效率。
第一阶段轧制结束后,中间坯在辊道上摆动降温,降温至第二阶段开轧温度时开始轧制,第二阶段的轧制属于低温再结晶控轧,这一阶段轧制时,奥氏体晶粒被反复破碎、再结晶细化,这样奥氏体晶粒最终在第一阶段轧制细化的基础上,再次被进一步细化,且由于第二阶段轧完后,终轧温度较低,奥氏体晶粒基本不再长大,最终得到细小的奥氏体晶粒。
奥氏体晶粒越细小,其晶界面积越大,由奥氏体向铁素体转变时的形核位置就越多,形核率就越高,最终得到的铁素体晶粒就越细小,钢板的强度越高,冲击韧性越好。
且轧后采用层流冷却,将钢板由终轧温度快速冷却至590~610,进一步降低了奥氏体向铁素体的转变温度,进一步细化了铁素体晶粒,从而提高了钢板的强度和韧性。
与现有技术相比,本发明的有益技术效果:1)本发明采用低成本成分设计,只采用廉价的Si、Mn、Cr等合金,通过合适的加热、控轧、控冷工艺就得到了综合性能良好的Q460C钢板。
2)钢板的强度、塑性、韧性良好,组织为细小的铁素体+珠光体。
钢板的屈服强度在480MPa~515MPa之间,抗拉强度在580~630MPa之间,延伸率在19%~26%之间,0℃冲击功在153J~221J之间。
附图说明
图1为本发明实施例1的钢板的金相组织图;图2为本发明实施例2的钢板的金相组织图;图3为本发明实施例3的钢板的金相组织图;图4为本发明实施例4的钢板的金相组织图;图5为本发明实施例5的钢板的金相组织图;图6为本发明实施例6的钢板的金相组织图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例1采用厚度为250mm板坯,板坯加热时采用步进式加热炉,板坯在加热炉中加热时活动梁托起板坯的移动速度为1.2m/min,板坯出炉温度为1160℃,板坯加热时间为240分钟,板坯的(重量百分比)化学成分为:C 0.15%,Si 0.4%,Mn 0.95%,Cr0.4,P 0.02%,S 0.002%,Als 0.017%,Ca 0.0015%,余量为Fe和不可避免的杂质。
轧制成厚度为15mm的钢板,详细的轧制及冷去工艺见表1,其力学性能见表2。
如图1所示,钢板组织为细小的铁素体+珠光体。
表1轧制及冷却工艺 表2钢板力学性能 实施例2采用厚度为250mm板坯,板坯加热时采用步进式加热炉,板坯在加热炉中加热时活动梁托起板坯的移动速度为1.2m/min,板坯出炉温度为1190℃,板坯加热时间为370分钟,板坯的(重量百分比)化学成分为:C 0.17%,Si 0.3%,Mn 1.1%,Cr0.4,P 0.015%,S 0.005%,Als 0.03%,Ca 0.003%,余量为Fe和不可避免的杂质。
轧制成厚度为20mm的钢板,详细的轧制及冷去工艺见表3,其力学性能见表4。
如图2所示,钢板组织为细小的铁素体+珠光体。
表3轧制及冷却工艺 表4钢板力学性能 实施例3采用厚度为250mm板坯,板坯加热时采用步进式加热炉,板坯在加热炉中加热时活动梁托起板坯的移动速度为1.2m/min,板坯出炉温度为1175℃,板坯加热时间为312分钟,板坯的(重量百分比)化学成分为:C 0.16%,Si 0.34%,Mn 1.05%,Cr0.45,P 0.012%,S 0.002%,Als 0.027%,Ca 0.0022%,余量为Fe和不可避免的杂质。
轧制成厚度为18mm的钢板,详细的轧制及冷去工艺见表5,其力学性能见表6。
如图3所示,钢板组织为细小的铁素体+珠光体。
表5轧制及冷却工艺 表6钢板力学性能 实施例4采用厚度为250mm板坯,板坯加热时采用步进式加热炉,板坯在加热炉中加热时活动梁托起板坯的移动速度为1.2m/min,板坯出炉温度为1190℃,板坯加热时间为370分钟,板坯的(重量百分比)化学成分为:C 0.15%,Si 0.3%,Mn 1.1%,Cr0.5,P 0.02%,S 0.005%,Als 0.03%,Ca 0.003%,余量为Fe和不可避免的杂质。
轧制成厚度为30mm的钢板,详细的轧制及冷去工艺见表7,其力学性能见表8。
如图4所示,钢板组织为细小的铁素体+珠光体。
表7轧制及冷却工艺 表8钢板力学性能 实施例5采用厚度为250mm板坯,板坯加热时采用步进式加热炉,板坯在加热炉中加热时活动梁托起板坯的移动速度为1.2m/min,板坯出炉温度为1160℃,板坯加热时间为240分钟,板坯的(重量百分比)化学成分为:C 0.17%,Si 0.4%,Mn 0.95%,Cr0.5,P 0.012%,S 0.003%,Als 0.017%,Ca 0.0023%,余量为Fe和不可避免的杂质。
轧制成厚度为25mm的钢板,详细的轧制及冷去工艺见表9,其力学性能见表10。
如图5所示,钢板组织为细小的铁素体+珠光体。
表9轧制及冷却工艺 表10钢板力学性能 实施例6采用厚度为250mm板坯,板坯加热时采用步进式加热炉,板坯在加热炉中加热时活动梁托起板坯的移动速度为1.2m/min,板坯出炉温度为1182℃,板坯加热时间为256分钟,板坯的(重量百分比)化学成分为:C 0.16%,Si 0.35%,Mn 1.02%,Cr0.45,P 0.013%,S 0.002%,Als 0.025%,Ca 0.0015%,余量为Fe和不可避免的杂质。
轧制成厚度为28mm的钢板,详细的轧制及冷去工艺见表11,其力学性能见表12。
如图6所示,钢板组织为细小的铁素体+珠光体。
表11轧制及冷却工艺 表12钢板力学性能 以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
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