屈服強(qiáng)度890MPa級(jí)高強(qiáng)度高韌性鋼板及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種屈服強(qiáng)度890MPa級(jí)高強(qiáng)度高韌性鋼板，其化學(xué)成分及含量按照重量百分比計(jì)，包括：C0.13-0.18％、Si0.25-0.40％、Mn1.40-1.70％、P≤0.015％、S≤0.005％、Als0.020-0.030％、Nb0.035-0.050％、V0.050-0.070％、Ti0.010-0.015％、Cr0.15-0.30％、Mo0.20-0.30％，余量為Fe和雜質(zhì)。本發(fā)明還公開(kāi)了一種屈服強(qiáng)度890MPa級(jí)高強(qiáng)度高韌性鋼板的生產(chǎn)方法。本發(fā)明生產(chǎn)的鋼板力學(xué)性能優(yōu)異，各實(shí)施例的鋼板的屈服強(qiáng)度大于930MPa，抗拉強(qiáng)度為980-1010MPa，延伸率大于14.0％，鋼板-20℃沖擊功可達(dá)100J以上。
【專利說(shuō)明】屈服強(qiáng)度890MPa級(jí)高強(qiáng)度高韌性鋼板及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種中厚板生產(chǎn)技術(shù)，具體說(shuō)，涉及一種屈服強(qiáng)度890MPa級(jí)高強(qiáng)度高韌性鋼板及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]低合金高強(qiáng)度鋼廣泛應(yīng)用于各類工程機(jī)械，隨著工程機(jī)械設(shè)備向著大型化、高效化、輕量化發(fā)展，高強(qiáng)度工程機(jī)械用鋼大量應(yīng)用于工程機(jī)械制造等。工程機(jī)械用鋼需要具有較高的強(qiáng)度、良好的低溫韌性、良好的抗疲勞性能、良好的冷成型性能、良好的焊接性能等。目前，屈服強(qiáng)度890MPa級(jí)高強(qiáng)度高韌性鋼板已獲得了較為廣泛的應(yīng)用。
[0003]中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枴?01310083414.0”名稱“一種高屈服強(qiáng)度S890QL結(jié)構(gòu)鋼中厚板及其生產(chǎn)方法”的專利文件中，采用低碳設(shè)計(jì)，同時(shí)適度添加的Cr、Ni等貴金屬元素制備了屈服強(qiáng)度890MPa級(jí)鋼板，但是鋼板的終冷溫度為450-550°C，終冷溫度偏低，不易于控制鋼板板型。
[0004]中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枴?00910011958.V’名稱“一種900MPa級(jí)屈服強(qiáng)度調(diào)質(zhì)鋼板及其制造方法”的專利文件中，通過(guò)采用低碳成分設(shè)計(jì)，添加部分合金元素，通過(guò)TMCP加調(diào)質(zhì)工藝制備了 900MPa 高強(qiáng)度工程機(jī)械用鋼，但其低溫沖擊韌性偏低，-40°C為21J左右，且鋼板回火溫度較低，不易于使鋼板的內(nèi)應(yīng)力釋放。
[0005]中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枴?01210147571.9”名稱“一種900MPa級(jí)超高韌性低合金鋼及其制造方法”的專利文件中，采用超低碳超高錳設(shè)計(jì)，通過(guò)TMCP+回火工藝制備了屈服強(qiáng)度900MPa級(jí)鋼板，但是實(shí)踐證明采用TMCP+回火工藝制備的屈服強(qiáng)度890MPa及以上鋼板性能很不穩(wěn)定，不適合于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種屈服強(qiáng)度890MPa級(jí)高強(qiáng)度高韌性鋼板，經(jīng)實(shí)際生產(chǎn)并檢驗(yàn)，其力學(xué)性能優(yōu)異，各實(shí)施例的鋼板的屈服強(qiáng)度大于930MPa，抗拉強(qiáng)度為980-1010MPa，延伸率大于14.0%，鋼板_20°C沖擊功可達(dá)100J以上。
[0007]技術(shù)方案如下:
[0008]一種屈服強(qiáng)度890MPa級(jí)高強(qiáng)度高韌性鋼板，其化學(xué)成分及含量按照重量百分比計(jì)，包括:C0.13-0.18 %、Si0.25-0.40 %、Mnl.40-1.70 P ^ 0.015
S ≤ 0.005%, Als0.020-0.030%, Nb0.035-0.050%, V0.050-0.070%, Ti0.010-0.015%,Cr0.15-0.30%,Mo0.20-0.30%，余量為 Fe 和雜質(zhì)。
[0009]進(jìn)一步，化學(xué)成分的質(zhì)量百分含量包括:C0.13%,Si0.33%,Mnl.70%,P0.006%,S0.002%, Als0.024%, Nb0.048%, V0.063%, Ti0.014%, Cr0.30%, Mo0.28%，余量為 Fe和雜質(zhì)。
[0010]進(jìn)一步，化學(xué)成分的質(zhì)量百分含量包括:C0.14%,Si0.28%,Mnl.65%,P0.012%,S0.003%, Als0.027%, Nb0.040%, V0.070%, Ti0.012%, Cr0.28%, Mo0.25%，余量為 Fe和雜質(zhì)。
[0011]進(jìn)一步，化學(xué)成分的質(zhì)量百分含量包括:C0.15 %、Si0.34 %、Mnl.55 %、P0.0015%,S0.003%,Als0.030%,Nb0.038%,V0.065%,Ti0.015%,Cr0.20%,Mo0.22%,
余量為Fe和雜質(zhì)。
[0012]進(jìn)一步，化學(xué)成分的質(zhì)量百分含量包括:C0.16%,Si0.25%,Mnl.50%,P0.008%,S0.005%, Als0.030%, Nb0.043%, V0.061%, Ti0.015%, Cr0.15%,Mo0.26%，余量為 Fe
和雜質(zhì)。
[0013]進(jìn)一步，化學(xué)成分的質(zhì)量百分含量包括:C0.17%,Si0.30%,Mnl.48%,P0.005%,S0.002%, Als0.024%, Nb0.035%, V0.050%, Ti0.010%, Cr0.28%,Mo0.30%，余量為 Fe
和雜質(zhì)。
[0014]進(jìn)一步，化學(xué)成分的質(zhì)量百分含量包括:C0.18%,Si0.27%,Mnl.40%,P0.004%,S0.001%, Als0.021%, Nb0.050%, V0.058%, Ti0.011%, Cr0.18%,Mo0.20%，余量為 Fe
和雜質(zhì)。
[0015]本發(fā)明所解決的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種屈服強(qiáng)度890MPa級(jí)高強(qiáng)度高韌性鋼板的生產(chǎn)方法，基于TMCP+調(diào)質(zhì)處理工藝，能夠穩(wěn)定生產(chǎn)10mm-40mm屈服強(qiáng)度890MPa級(jí)高強(qiáng)度高韌性鋼板。
[0016]技術(shù)方案如下:
[0017]一種屈服強(qiáng)度890MPa級(jí)高強(qiáng)度高韌性鋼板的生產(chǎn)方法，步驟包括:冶煉、連鑄、板坯再加熱、除鱗、粗軋、精軋、冷卻、熱矯直、剪切、調(diào)質(zhì)、取樣、檢驗(yàn)和成品入庫(kù)；其特征在于:板坯再加熱過(guò)程中，再加熱溫度為1180-1220°C，再加熱過(guò)程包括加熱段和均熱段，板坯再加熱的總再加熱時(shí)間為250-350分鐘，加熱時(shí)板坯移動(dòng)速度按10-20分鐘/厘米控制，其中均熱段時(shí)間為30-60分鐘；粗軋過(guò)程中，開(kāi)軋溫度為1160-1200°C，至少有2道次壓下率大于28%，中間坯的厚度為成品板坯的厚度的3.0倍；精軋過(guò)程中，開(kāi)軋溫度為920-950°C，終軋溫度為820-860°C ;冷卻過(guò)程中，終冷溫度570-600°C，冷卻速度15-250C /s ;調(diào)質(zhì)過(guò)程包括淬火和回火，淬火溫度為880-920°C，淬火保溫時(shí)間為10-20分鐘，回火溫度為600-640°C，回火保溫時(shí)間為20-30分鐘；成品鋼板的化學(xué)成分及含量按照重量百分比計(jì)，包括:C0.13-0.18%, Si0.25-0.40%, Mnl.40-1.70 %, P≤ 0.015%,
S≤ 0.005%, Als0.020-0.030%, Nb0.035-0.050%, V0.050-0.070%, Ti0.010-0.015%,Cr0.15-0.30%,Mo0.20-0.30%，余量為 Fe 和雜質(zhì)。
[0018]進(jìn)一步:在冷卻過(guò)程中，為了確保鋼板整體頭部、尾部、邊部及板身溫度均勻，采用頭尾遮蔽和邊部遮擋，頭部遮蔽0-2.0m，尾部遮蔽0-2.5m，邊部遮擋0-2.0m，控制鋼板返紅后整體溫度差≤500C ;成品鋼板厚度為10mm-40mm。
[0019]進(jìn)一步:粗軋包括整形階段、展寬階段和高溫延伸階段，粗軋高溫延伸階段有效軋制道次數(shù)不超過(guò)8道；
[0020]冶煉過(guò)程中，鐵水經(jīng)過(guò)預(yù)處理進(jìn)行深脫硫，然后進(jìn)行轉(zhuǎn)爐冶煉，鐵水溫度為1250~1350°C，采用單渣工藝冶煉，采用硅鋁鐵、低碳錳鐵和硅鐵脫氧合金化，錳回收率為95%，鋁線收得率為55~70%，出鋼擋渣，轉(zhuǎn)爐出鋼溫度控制在1620-1660°C，出鋼過(guò)程鋼包要進(jìn)行底吹IS操作；鋼水經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉后進(jìn)行LF爐外精煉,要求轉(zhuǎn)爐出鋼后,鋼包內(nèi)鋼水溫度大于1500°C，該階段對(duì)鋼水配合金S1、Mn、Nb、V、T1、Cr、Mo，確保合金命中目標(biāo)，金屬錳鐵收得率為99 %，鈮鐵收得率為100 %，釩鐵收得率為95 %，硅增加0.01 %硅鐵加入量不小于25kg，鉻增加0.01%鉻鐵加入量不小于30kg，鑰增加0.01%鑰鐵加入量不小于40kg，鈦鐵在處理后期加入；RH進(jìn)行真空脫氣，在保證鋼水溫度穩(wěn)定的前提下降低氫、氧、氮含量，真空脫氣的真空度為0.20~0.30KPa，深真空時(shí)間> 15min，要求出鋼時(shí)氫≤2.5ppm、氧≤20ppm、氮 ≤40ppm ；
[0021]連鑄過(guò)程中，冶煉成功的鋼水送到鑄機(jī)進(jìn)行連鑄，控制鋼水過(guò)熱度15_50°C ;連鑄機(jī)為直弧形連鑄機(jī)，使用低碳高錳合金鋼保護(hù)渣，渣子保持干燥；中包使用堿性空心顆粒無(wú)碳覆蓋劑；保持恒速澆注，澆注速度控制在0.8-1.2m/min ;做保護(hù)澆注，防止鋼水二次氧化和吸氣增氮；鑄坯低倍檢驗(yàn)結(jié)果滿足C類中心偏析≥ 2.5級(jí)、中間裂紋≤ 1.5級(jí)、中心疏松≤1.0 級(jí)。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)效果包括:
[0023]1、本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)是基于TMCP+調(diào)質(zhì)處理工藝，穩(wěn)定生產(chǎn)10mm-40mm屈服強(qiáng)度890MPa級(jí)高強(qiáng)度高韌性鋼板。經(jīng)實(shí)際生產(chǎn)并檢驗(yàn)，其力學(xué)性能優(yōu)異，各實(shí)施例的鋼板的屈服強(qiáng)度大于930MPa，抗拉強(qiáng)度為980-1010MPa，延伸率大于14.0%，鋼板_20°C沖擊功可達(dá)100J以上。
[0024]2、噸鋼利潤(rùn)500元以上。
[0025]按每年生產(chǎn)2000噸計(jì)算，年可盈利約10萬(wàn)元。此外，該產(chǎn)品填補(bǔ)了包鋼及自治區(qū)的空白，社會(huì)效益顯著。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為本發(fā)明中實(shí)施例3軋態(tài)的金相照片；
[0027]圖2為本發(fā)明中實(shí)施例3淬火態(tài)的金相照片；
[0028]圖3為本發(fā)明中實(shí)施例3回火態(tài)的金相照片。
【具體實(shí)施方式】
[0029]本發(fā)明通過(guò)采用低碳成分設(shè)計(jì)，適度添加提高淬透性元素，優(yōu)化控制TMCP工藝和熱處理調(diào)質(zhì)工藝來(lái)制造屈服強(qiáng)度890MPa級(jí)高強(qiáng)度高韌性鋼板。
[0030]本發(fā)明中，屈服強(qiáng)度890MPa級(jí)高強(qiáng)度高韌性鋼板的生產(chǎn)方法為:冶煉一連鑄一板還再加熱一除鱗一粗軋一精軋一冷卻一熱矯直一到切一調(diào)質(zhì)一取樣、檢驗(yàn)一成品入庫(kù)。
[0031]成品屈服強(qiáng)度890MPa級(jí)高強(qiáng)度高韌性鋼板的化學(xué)成分及含量(重量百分比)為:C0.13-0.18 %、Si0.25-0.40 %、Mnl.40-1.70 %, P ^ 0.015 %, S ^ 0.005 %,Als (酸溶鋁)0.020-0.030 %、Nb0.035-0.050 %、V0.050-0.070 %、Ti0.010-0.015Cr0.15-0.30%,Mo0.20-0.30%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0032]本發(fā)明主要合金元素作用和范圍說(shuō)明如下:
[0033]C:C作為間隙固溶體元素可以顯著提高鋼材的強(qiáng)度，但對(duì)韌性、塑性、冷成型性及焊接性能帶來(lái)極大不利。本發(fā)明采用低碳設(shè)計(jì)，規(guī)定C的質(zhì)量百分含量為0.13-0.18%。
[0034]Si:Si對(duì)過(guò)冷奧氏體影響不大，主要作為固溶強(qiáng)化元素而起作用，但Si含量較多時(shí)會(huì)造成基體塑性下降。本發(fā)明的Si的質(zhì)量百分含量為0.25-0.40%。
[0035]Mn:Mn可以提高貝氏體鋼淬透性，同時(shí)降低貝氏體轉(zhuǎn)變溫度促進(jìn)組織細(xì)化，同時(shí)增大貝氏體基體中C含量，提高強(qiáng)度。本發(fā)明的Mn的質(zhì)量百分含量為1.4-1.7%。
[0036]P和S:P、S作為有害元素會(huì)富集在晶界上，破壞鋼板低溫沖擊韌性，因此要盡量低。本發(fā)明規(guī)定P的質(zhì)量百分含量不大于0.015%, S的質(zhì)量百分含量不大于0.005%.[0037]Al:A1 一方面作為脫氧元素加入鋼中，另一方面Al與N結(jié)合形成A1N，細(xì)化晶粒。本發(fā)明的酸溶Al的質(zhì)量百分含量為0.020-0.030%。
[0038]Nb:Nb可以顯著抑制奧氏體再結(jié)晶，為實(shí)施奧氏體未再結(jié)晶區(qū)軋制提供了較寬的溫度窗口，為細(xì)化晶粒創(chuàng)造了條件。本發(fā)明的Nb的質(zhì)量百分含量為0.035-0.050%。
[0039]V:V主要是在后期冷卻過(guò)程中析出，產(chǎn)生較強(qiáng)的析出強(qiáng)化作用。本發(fā)明的Nb的質(zhì)量百分含量為0.050-0.070 %。
[0040]Ti =Ti的化合物在高達(dá)1400°C條件下不溶解，在板坯加熱過(guò)程中Ti的化合物可以釘扎晶粒避免原始奧氏體晶粒過(guò)分長(zhǎng)大。在鋼板焊接過(guò)程中，熱影響區(qū)中Ti的化合物TiN和Ti (CN)以第二相質(zhì)點(diǎn)的形式存在，對(duì)熱影響區(qū)晶粒長(zhǎng)大有阻礙作用。本發(fā)明的Ti的質(zhì)量百分含量為0.010-0.015%。
[0041]Cr:Cr可以促進(jìn)珠光體和貝氏體轉(zhuǎn)變曲線的分離，在中、低碳條件下能顯著右移先共析鐵素體和珠光體開(kāi)始轉(zhuǎn)變線，可代替部分Mn和Mo的作用。同時(shí)Cr與Mn配合可提高鋼板的淬透性，提高鋼板的力學(xué)性能。出于降低成本考慮，本發(fā)明的Cr的質(zhì)量百分含量為 0.15-0.30%。
[0042]Mo =Mo促進(jìn)珠光體和貝氏體轉(zhuǎn)變線分離，顯著的右移先共析鐵素體和珠光體開(kāi)始轉(zhuǎn)變線，對(duì)貝氏體的開(kāi)始轉(zhuǎn)變線影響不大，有利于貝氏體組織的獲得，提高貝氏體的淬透性。加入Mo，可以細(xì)化組織，提高韌性，促進(jìn)鋼的強(qiáng)韌性匹配。出于降低成本考慮，本發(fā)明的Mo的質(zhì)量百分含量為0.20-0.30%。
[0043]本發(fā)明中，屈服強(qiáng)度890MPa級(jí)高強(qiáng)度高韌性鋼板的生產(chǎn)方法的步驟具體如下:
[0044]步驟1:冶煉；
[0045]鐵水需經(jīng)過(guò)預(yù)處理進(jìn)行深脫硫，然后進(jìn)行轉(zhuǎn)爐冶煉。鐵水和廢鋼總裝入量為230±15噸，其中廢鋼加入量為30~60噸，鐵水溫度為1250~1350°C。
[0046]采用單渣工藝冶煉，采用硅鋁鐵、低碳錳鐵和硅鐵脫氧合金化，錳回收率按95%計(jì)算，鋁線收得率按55~70%計(jì)算，出鋼擋渣，保證一次拉碳成功，轉(zhuǎn)爐出鋼溫度控制在1620-1660°C。出鋼過(guò)程鋼包要進(jìn)行底吹IS操作。鋼水經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉后進(jìn)行LF(鋼包精煉爐)爐外精煉，本工序要求轉(zhuǎn)爐出鋼后，鋼包內(nèi)鋼水溫度大于1500°C，該階段對(duì)鋼水配S1、Mn、Nb、V、T1、Cr、Mo等合金，確保合金命中目標(biāo)，金屬錳鐵收得率按99%計(jì)算，鈮鐵收得率按100%計(jì)算，釩鐵收得率按95%計(jì)算，硅增加0.01%硅鐵加入量不小于25kg，鉻增加
0.01%鉻鐵加入量不小于30kg，鑰增加0.01%鑰鐵加入量不小于40kg，鈦鐵收得率較低，且極易氧化，在處理后期加入，根據(jù)鋼水量、鈦鐵品位來(lái)調(diào)整合金加入量。RH (RH精煉全稱為RH真空循環(huán)脫氣精煉法)工序主要進(jìn)行真空脫氣，在保證鋼水溫度穩(wěn)定的前提下大幅降低氫、氧、氮等氣體含量，減小有害氣體對(duì)鋼水純凈度的不利影響，RH處理階段原則上不加或少加合金。真空脫氣的真空度為0.20~0.30KPa，深真空時(shí)間> 15min，要求出鋼時(shí)氫^ 2.5ppm、氧< 20ppm、氮< 40ppm。
[0047]步驟2:連鑄；
[0048]冶煉成功的鋼水送到鑄機(jī)進(jìn)行連鑄，控制鋼水過(guò)熱度15_50°C。連鑄機(jī)為直弧形連鑄機(jī)，詳細(xì)工藝及參數(shù)控制如下:使用低碳高錳合金鋼保護(hù)渣，渣子要保持干燥；中包使用堿性空心顆粒無(wú)碳覆蓋劑；保持恒速澆注，澆注速度控制在0.8-1.2m/min ;做好保護(hù)澆注，謹(jǐn)防鋼水二次氧化和吸氣增氮；鑄坯低倍檢驗(yàn)結(jié)果應(yīng)滿足C類中心偏析> 2.5級(jí)、中間裂紋≤1.5級(jí)、中心疏松≤1.0級(jí)。
[0049]步驟3:板坯再加熱；
[0050]鋼水連鑄成坯時(shí)溫度從大于1500°C冷卻到大于1200°C，再冷卻到室溫，板坯再加熱是指板坯又從室溫升高到大于1200°C，溫度再次升高的加熱過(guò)程。
[0051]板坯再加熱過(guò)程在推鋼式加熱爐或步進(jìn)式加熱爐中進(jìn)行。再加熱溫度的制定主要依賴于合金元素的溶解度。加熱過(guò)程要求合適的溫度和合理的時(shí)間，促進(jìn)合金元素的充分溶解和成分、組織均勻。一般情況下，合金元素碳(氮)化物的溶解溫度約為1150°C-1200°C。為了促進(jìn)合金元素碳(氮)化物的充分溶解，并考慮現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際生產(chǎn)條件，本發(fā)明的再加熱溫度為1180-1220°C，再加熱過(guò)程包括加熱段和均熱段，由于加熱段板坯內(nèi)外溫差很大，需要最后進(jìn)行均熱以保證板坯溫度均勻。板坯再加熱的總再加熱時(shí)間為250-350分鐘，加熱時(shí)板坯移動(dòng)速度按10-20分鐘/厘米控制，其中均熱段時(shí)間為30-60分鐘。
[0052]步驟4:除磷；
[0053]板坯在再加熱過(guò)程中表面會(huì)嚴(yán)重生成氧化鐵皮，因此，板坯出爐后需要進(jìn)行除鱗以消除其表面氧化鐵皮。板坯采用高壓水除鱗，要求除鱗壓力不小于18MPa。一般情況下除鱗壓力在25MPa以內(nèi)即可。 [0054]步驟5:粗軋；
[0055]板坯經(jīng)除鱗后送到粗軋機(jī)進(jìn)行粗軋。粗軋分為三個(gè)階段:整形階段、展寬階段和高溫延伸階段。整形階段消除板坯表面的凹凸不平等缺陷，并促進(jìn)板坯厚度均勻，該階段總壓下率為10%左右，分1-2道次完成。展寬階段主要是將板坯寬度增加到成品寬度，該階段總壓下率視板坯展寬程度而定，分2-4道次完成。一般認(rèn)為，整形階段和展寬階段不會(huì)對(duì)鋼板性能產(chǎn)生明顯影響。高溫延伸階段要充分發(fā)揮軋機(jī)能力，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)力大壓下，以最少道次數(shù)將板坯軋到中間坯厚度，促進(jìn)奧氏體晶粒反復(fù)再結(jié)晶以細(xì)化晶粒，要求粗軋高溫延伸階段有效軋制道次數(shù)不超過(guò)8道。本發(fā)明的粗軋的開(kāi)軋溫度為1160-1200°C，至少有2道次壓下率大于28%，中間坯的厚度為成品板坯的厚度的3.0倍。粗軋階段開(kāi)軋第一道次、轉(zhuǎn)鋼后第一道次必須采取機(jī)架除鱗設(shè)備進(jìn)行除鱗，高溫延伸階段視鋼板表面情況靈活進(jìn)行除鱗，保證鋼板表面質(zhì)量。
[0056]步驟6:精軋；
[0057]精軋階段從中間坯溫度降到奧氏體未再結(jié)晶區(qū)后開(kāi)始。板坯經(jīng)粗軋階段軋制成中間坯后在粗軋機(jī)和精軋機(jī)之間的輥道上進(jìn)行擺動(dòng)待溫，中間坯溫度降低到精軋階段開(kāi)軋溫度范圍后輸送到精軋機(jī)進(jìn)行精軋階段軋制。精軋階段開(kāi)軋第一道次必須采取機(jī)架除鱗設(shè)備進(jìn)行除鱗，精軋軋制過(guò)程中視鋼板表面情況靈活進(jìn)行除鱗，保證鋼板表面質(zhì)量。精軋階段在奧氏體未再結(jié)晶區(qū)進(jìn)行，該階段變形逐漸累積，一方面促進(jìn)奧氏體晶粒“扁平化”，另一方面在奧氏體經(jīng)理內(nèi)形成大量位錯(cuò)，增加鐵素體晶粒形核位置，細(xì)化晶粒。要求精軋階段有效軋制道次數(shù)不超過(guò)7道。Nb元素的作用顯著抑制了奧氏體晶粒再結(jié)晶，提高了奧氏體未再結(jié)晶區(qū)溫度，同時(shí)考慮到成品的鋼板較厚，為了避免終軋后鋼板溫度過(guò)高，本發(fā)明的精軋開(kāi)軋溫度為920-950°C，終軋溫度為820-860°C。
[0058]步驟7:冷卻；
[0059]本發(fā)明采用加速冷卻系統(tǒng)(ACC)對(duì)鋼板冷卻過(guò)程進(jìn)行控制。鋼板經(jīng)控制軋制后，奧氏體晶粒被拉長(zhǎng)呈“扁平化”，晶粒內(nèi)部累積有大量位錯(cuò)和胞狀亞結(jié)構(gòu)，在較大冷速作用下變形奧氏體“過(guò)冷”，較大的相變驅(qū)動(dòng)力作用下促進(jìn)新相在變形奧氏體內(nèi)和晶界處形核，形成細(xì)小均勻的貝氏體組織。本發(fā)明的冷卻的終冷溫度570-600°C，冷卻速度15-25°C /s。在鋼板進(jìn)行加速冷卻過(guò)程中，為了確保鋼板整體頭部、尾部、邊部及板身溫度均勻，需要采用頭尾遮蔽和邊部遮擋，一般頭部遮蔽0-2.0m，尾部遮蔽0-2.5m，邊部遮擋0-2.0m，控制鋼板返紅后整體溫度差< 50°C。
[0060]步驟8:熱矯直；
[0061]鋼板從ACC出來(lái)后需要進(jìn)行熱矯直處理以使鋼板具有良好板形，綜合考慮鋼板矯直難度和熱矯直機(jī)能力，要求鋼板矯直溫度為400-1000°C。若鋼板一道次不能矯平，可以采用多道次矯直，但原則上不超過(guò)3道次，鋼板不平度達(dá)到< 6mm/2m。熱矯直后的鋼板通過(guò)剪切后加工成要求的規(guī)格。
[0062]矯直溫度大于1000°C，溫度太高，矯直機(jī)無(wú)法工作，因?yàn)槌C直機(jī)自身冷卻能力有限，會(huì)把矯直機(jī)燙壞，而且溫度很高矯直后鋼板還會(huì)變形，失去了矯直的意義。溫度低于400°C鋼板太硬，熱矯直機(jī)也能力有限“矯不動(dòng)”。矯直溫度主要由鋼板終冷溫度決定，鋼板出ACC后約I分鐘左右后就開(kāi)始矯直，一般矯直溫度比終冷返紅溫度低20-30°C。
[0063]步驟9:熱處理； [0064]熱處理工藝為調(diào)質(zhì)工藝。調(diào)質(zhì)工藝包含淬火和回火，可以使鋼板具有良好的強(qiáng)韌性匹配，提升鋼板的綜合性能。本發(fā)明的熱處理工藝為淬火溫度為880-920°C，淬火保溫時(shí)間為10-20分鐘，回火溫度為600-640°C，回火保溫時(shí)間為20-30分鐘。
[0065]對(duì)熱處理后的鋼板取樣、檢驗(yàn)。檢驗(yàn)合格的成品入庫(kù)、發(fā)貨。
[0066]本發(fā)明的特點(diǎn)如下:
[0067](I)鋼板厚度為 10mm-40_ ；
[0068](2)對(duì)鋼板進(jìn)行適度的合金化，在保證鋼板性能的前提下降低了合金成本；
[0069](2)軋制過(guò)程米用強(qiáng)力 TMCP (Thermo Mechanical ControlProcess,熱機(jī)械控制)工藝保證鋼板軋態(tài)組織為低碳貝氏體；
[0070](3)合適的調(diào)質(zhì)工藝，促進(jìn)鋼板具有良好的強(qiáng)韌力學(xué)性能。
[0071]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述。
[0072]實(shí)施例1
[0073]將冶煉、連鑄后的擬軋制的板坯放入加熱爐，加熱時(shí)間為260分鐘，均熱時(shí)間為40分鐘。板坯的化學(xué)成分的質(zhì)量百分含量為:C0.13%, Si0.33%, Mnl.70%, P0.006%,S0.002%, Als0.024%, Nb0.048%, V0.063%, Ti0.014%, Cr0.30%, Mo0.28%，余量為 Fe和不可避免的雜質(zhì)。軋制成厚度為IOmm的鋼板，詳細(xì)的軋制及熱處理工藝見(jiàn)表1，其力學(xué)性能見(jiàn)表2。
[0074]實(shí)施例2
[0075]將冶煉、連鑄后的擬軋制的板坯放入加熱爐，加熱時(shí)間為250分鐘，均熱時(shí)間為30分鐘。板坯的化學(xué)成分的質(zhì)量百分含量為:C0.14%, Si0.28%、Mnl.65%, P0.012%,S0.003%, Als0.027%, Nb0.040%, V0.070%, Ti0.012%, Cr0.28%, Mo0.25%，余量為 Fe和不可避免的雜質(zhì)。軋制成厚度為16_的鋼板，詳細(xì)的軋制及熱處理工藝見(jiàn)表1，其力學(xué)性能見(jiàn)表2。
[0076]實(shí)施例3
[0077]將冶煉、連鑄后的擬軋制的板坯放入加熱爐，加熱時(shí)間300分鐘，均熱時(shí)間為45分鐘。板坯的化學(xué)成分的質(zhì)量百分含量為:C0.15%, Si0.34%, Mnl.55%, P0.0015%,S0.003%, Als0.030%, Nb0.038%, V0.065%, Ti0.015%, Cr0.20%,Mo0.22%，余量為 Fe和不可避免的雜質(zhì)。軋制成厚度為20mm的鋼板，詳細(xì)的軋制及熱處理工藝見(jiàn)表1，其力學(xué)性能見(jiàn)表2。
[0078]如圖1所示，為本發(fā)明中實(shí)施例3軋態(tài)的金相照片；如圖2所示，為本發(fā)明中實(shí)施例3淬火態(tài)的金相照片；如圖3所示，為本發(fā)明中實(shí)施例3回火態(tài)的金相照片。
[0079]從圖1看到，鋼板的軋態(tài)組織主要為貝氏體組織，晶粒均勻、細(xì)小，為鋼板獲得良好的綜合力學(xué)性能提供了條件。由圖2看到，鋼板經(jīng)淬火后形成馬氏體組織，組織成板條狀，板條狀馬氏體可以促進(jìn)鋼板獲得良好的力學(xué)性能。由圖3看到，鋼板經(jīng)回火后為回火索氏體組織，晶粒呈等軸狀或塊狀，保證鋼板具有良好的強(qiáng)韌性匹配。
[0080]實(shí)施例4
[0081]將冶煉、連鑄后的擬軋制的板坯放入加熱爐，加熱時(shí)間300分鐘，均熱時(shí)間為45分鐘。板坯的化學(xué)成分的質(zhì)量百分含量為:C0.16%, Si0.25%, Mnl.50%, P0.008%,S0.005%, Als0.030%, Nb0.043%, V0.061%, Ti0.015%, Cr0.15%,Mo0.26%，余量為 Fe和不可避免的雜質(zhì)。軋制成厚度為25mm的鋼板，詳細(xì)的軋制及熱處理工藝見(jiàn)表1，其力學(xué)性能見(jiàn)表2。
[0082]實(shí)施例5
[0083]將冶煉、連鑄后的擬軋制的板坯放入加熱爐，加熱時(shí)間330分鐘，均熱時(shí)間為50分鐘，板坯的化學(xué)成分的質(zhì)量百分含量為:C0.17%, Si0.30%, Mnl.48%, P0.005%,S0.002%, Als0.024%, Nb0.035%, V0.050%, Ti0.010%, Cr0.28%,Mo0.30%，余量為 Fe和不可避免的雜質(zhì)。軋制成厚度為30mm的鋼板，詳細(xì)的軋制及熱處理工藝見(jiàn)表1，其力學(xué)性能見(jiàn)表2。
[0084]實(shí)施例6
[0085]將冶煉、連鑄后的擬軋制的板坯放入加熱爐，加熱時(shí)間330分鐘，均熱時(shí)間為50分鐘,板坯的化學(xué)成分的質(zhì)量百分含量為:C0.18%, Si0.27%, Mnl.40%, P0.004%,S0.001%, Als0.021%, Nb0.050%, V0.058%, Ti0.011%, Cr0.18%,Mo0.20%，余量為 Fe和不可避免的雜質(zhì)。軋制成厚度為40mm的鋼板，詳細(xì)的軋制及熱處理工藝見(jiàn)表1，其力學(xué)性能見(jiàn)表2。
[0086]表1實(shí)施例1~6的工藝參數(shù)
[0087]
【權(quán)利要求】
1.一種屈服強(qiáng)度890MPa級(jí)高強(qiáng)度高韌性鋼板，其特征在于:其化學(xué)成分及含量按照重量百分比計(jì)，包括:C0.13-0.18%, Si0.25-0.40%, Mnl.40-1.70 %, P ≤ 0.015%,S ≤ 0.005%, Als0.020-0.030%, Nb0.035-0.050%, V0.050-0.070%, Ti0.010-0.015%,Cr0.15-0.30%,Mo0.20-0.30%，余量為 Fe 和雜質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述屈服強(qiáng)度890MPa級(jí)高強(qiáng)度高韌性鋼板，其特征在于，化學(xué)成分的質(zhì)量百分含量包括:C0.13%, Si0.33%, Mnl.70%, P0.006%, S0.002%, Als0.024%,Nb0.048%, V0.063%, Ti0.014%, Cr0.30%, Mo0.28%，余量為 Fe 和雜質(zhì)。
3.如權(quán)利要求1所述屈服強(qiáng)度890MPa級(jí)高強(qiáng)度高韌性鋼板，其特征在于，化學(xué)成分的質(zhì)量百分含量包括:C0.14%, Si0.28%, Mnl.65%, P0.012%, S0.003%, Als0.027%,Nb0.040%, V0.070%, Ti0.012%, Cr0.28%, Mo0.25%，余量為 Fe 和雜質(zhì)。
4.如權(quán)利要求1所述屈服強(qiáng)度890MPa級(jí)高強(qiáng)度高韌性鋼板，其特征在于，化學(xué)成分的質(zhì)量百分含量包括:C0.15%, Si0.34%, Mnl.55%, P0.0015%, S0.003%, Als0.030%,Nb0.038%, V0.065%, Ti0.015%, Cr0.20%,Mo0.22%，余量為 Fe 和雜質(zhì)。
5.如權(quán)利要求1所述屈服強(qiáng)度890MPa級(jí)高強(qiáng)度高韌性鋼板，其特征在于，化學(xué)成分的質(zhì)量百分含量包括:C0.16%, Si0.25%, Mnl.50%, P0.008%, S0.005%, Als0.030%,Nb0.043%, V0.061%, Ti0.015%, Cr0.15%,Mo0.26%，余量為 Fe 和雜質(zhì)。
6.如權(quán)利要求1所述屈服強(qiáng)度890MPa級(jí)高強(qiáng)度高韌性鋼板，其特征在于，化學(xué)成分的質(zhì)量百分含量包括:C0.17%, Si0.30%, Mnl.48%, P0.005%, S0.002%, Als0.024%,Nb0.035%、V0.050%、Ti0.010%, Cr0.28%、Mo0.30%，余量為 Fe 和雜質(zhì)。
7.如權(quán)利要求1所述屈服強(qiáng)度890MPa級(jí)高強(qiáng)度高韌性鋼板，其特征在于，化學(xué)成分的質(zhì)量百分含量包括:C0.18%, Si0.27%, Mnl.40%, P0.004%, S0.001%, Als0.021%,Nb0.050%, V0.058%, Ti0.011%, Cr0.18%,Mo0.20%，余量為 Fe 和雜質(zhì)。
8.一種屈服強(qiáng)度890MPa級(jí)高強(qiáng)度高韌性鋼板的生產(chǎn)方法，步驟包括:冶煉、連鑄、板坯再加熱、除鱗、粗軋、精軋、冷卻、熱矯直、剪切、調(diào)質(zhì)、取樣、檢驗(yàn)和成品入庫(kù)；其特征在于:板坯再加熱過(guò)程中，再加熱溫度為1180-1220°C，再加熱過(guò)程包括加熱段和均熱段，板坯再加熱的總再加熱時(shí)間為250-350分鐘，加熱時(shí)板坯移動(dòng)速度按10-20分鐘/厘米控制，其中均熱段時(shí)間為30-60分鐘；粗軋過(guò)程中，開(kāi)軋溫度為1160-1200°C，至少有2道次壓下率大于28%，中間坯的厚度為成品板坯的厚度的3.0倍；精軋過(guò)程中，開(kāi)軋溫度為920-950°C，終軋溫度為820-860°C ;冷卻過(guò)程中，終冷溫度570-600°C，冷卻速度15-250C /s ;調(diào)質(zhì)過(guò)程包括淬火和回火，淬火溫度為880-920°C，淬火保溫時(shí)間為10-20分鐘，回火溫度為600-640°C，回火保溫時(shí)間為20-30分鐘；成品鋼板的化學(xué)成分及含量按照重量百分比計(jì)，包括:C0.13-0.18%, Si0.25-0.40%, Mnl.40-1.70%, P ^ 0.015 %、S ≤0.005%, Als0.020-0.030%, Nb0.035-0.050%, V0.050-0.070%, Ti0.010-0.015%,Cr0.15-0.30%,Mo0.20-0.30%，余量為 Fe 和雜質(zhì)。
9.如權(quán)利要求8所述屈服強(qiáng)度890MPa級(jí)高強(qiáng)度高韌性鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于:在冷卻過(guò)程中，為了確保鋼板整體頭部、尾部、邊部及板身溫度均勻，采用頭尾遮蔽和邊部遮擋，頭部遮蔽0-2.0m,尾部遮蔽0-2.5m，邊部遮擋0_2.0m,控制鋼板返紅后整體溫度差(50°C ;成品鋼板厚度為10mm-40mm。
10.如權(quán)利要求8所述屈服強(qiáng)度890MPa級(jí)高強(qiáng)度高韌性鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于: 粗軋包括整形階段、展寬階段和高溫延伸階段，粗軋高溫延伸階段有效軋制道次數(shù)不超過(guò)8道； 冶煉過(guò)程中，鐵水經(jīng)過(guò)預(yù)處理進(jìn)行深脫硫，然后進(jìn)行轉(zhuǎn)爐冶煉，鐵水溫度為1250~1350°C，采用單渣工藝冶煉，采用硅鋁鐵、低碳錳鐵和硅鐵脫氧合金化，錳回收率為95%，鋁線收得率為55~70%，出鋼擋渣，轉(zhuǎn)爐出鋼溫度控制在1620-1660°C，出鋼過(guò)程鋼包要進(jìn)行底吹氬操作；鋼水經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉后進(jìn)行LF爐外精煉，要求轉(zhuǎn)爐出鋼后，鋼包內(nèi)鋼水溫度大于15000C，該階段對(duì)鋼水配合金S1、Mn、Nb、V、T1、Cr、Mo，確保合金命中目標(biāo)，金屬錳鐵收得率為99%，鈮鐵收得率為100%，釩鐵收得率為95%，硅增加0.01%硅鐵加入量不小于25kg，鉻增加0.01 %鉻鐵加入量不小于30kg，鑰增加0.01 %鑰鐵加入量不小于40kg，鈦鐵在處理后期加入；RH進(jìn)行真空脫氣，在保證鋼水溫度穩(wěn)定的前提下降低氫、氧、氮含量，真空脫氣的真空度為0.20~0.30KPa,深真空時(shí)間> 15min,要求出鋼時(shí)氫< 2.5ppm、氧< 20ppm、氮^ 40ppm ； 連鑄過(guò)程中，冶煉成功的鋼水送到鑄機(jī)進(jìn)行連鑄，控制鋼水過(guò)熱度15-50°C ;連鑄機(jī)為直弧形連鑄機(jī)，使用低碳高錳合金鋼保護(hù)渣，渣子保持干燥；中包使用堿性空心顆粒無(wú)碳覆蓋劑；保持恒速澆注，澆注速度控制在0.8-1.2m/min ;做保護(hù)澆注，防止鋼水二次氧化和吸氣增氮；鑄坯低倍檢驗(yàn)結(jié)果滿足C類中心偏析> 2.5級(jí)、中間裂紋< 1.5級(jí)、中心疏松< 1.0級(jí)。
【文檔編號(hào)】C21D8/02GK104018089SQ201410221674
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】劉澤田, 陸斌, 張大治, 李 浩, 黃楠, 吳鵬飛, 岳祎楠, 高軍, 華國(guó)龍, 王皓, 趙超, 孫長(zhǎng)玉, 張曉燕, 惠鑫, 劉丹 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司