微硼處理抗拉強度700MPa級寬厚板及制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于寬厚板生產技術領域，特別設及一種微棚處理抗拉強度700MPa級寬厚 板及制造方法。尤其設及一種微棚處理TMCP態(tài)抗拉強度700M化級寬厚板及其制造方法。
【背景技術】
[0002] 抗拉強度700M化級高強度結構鋼具有高強度、高初性、優(yōu)良的加工性能和焊接性 能等特點，主要應用于工程機械、煤礦機械、造船和鋼結構等領域。
[0003] 傳統(tǒng)的鐵素體-珠光體鋼抗拉強度極限水平僅為550MPa左右;調質高強鋼，其高強 度是W犧牲初性和焊接性為代價，高強度、初性及焊接性能之間存在一定的矛盾。化、No、Ni 作為貝氏體形成元素，通過形成碳化物或者穩(wěn)定奧氏體等作用來抑制鋼的鐵素體一珠光體 轉變，從而促進了貝氏體類型轉變。B通過晶界偏聚，在晶界處形成六方結構的金屬棚化物 從而抑制了先析鐵素體的形成，使得在較寬的冷速范圍內可W獲得穩(wěn)定的貝氏體類型組 織。由于B是間隙原子在奧氏體中擴散速度遠大于間隙原子，因而少量的B就可W達到Cr、 Mo、Ni等元素的效果。由于B元素在TMCP工藝生產的鋼板中要發(fā)揮提高澤透性的作用的前提 是抑制B與鋼中的C形成Fe23(C，B)6,并且使得在發(fā)生奧氏體向鐵素體轉變之前B在晶界上偏 聚，因此必須含有一定量的強碳化物形成元素，W此抑制化23(C，B)6的生成，且碳化物析出 溫度必須高于奧氏體向鐵素體轉變溫度。棚原子半徑較小，易在晶界產生偏聚；極微量的B 就能顯著提高鋼的澤透性。含棚低碳貝氏體鋼空冷組織為粒狀貝氏體加少量的鐵素體與珠 光體，加熱溫度的不同，其相變后組織細化程度不同，加熱溫度高組織細化程度差。
[0004] 對于含B高強度鋼，如何充分發(fā)揮微量元素 B在鋼中的作用，在不添加對鋼板強度 及初性有利的元素，如Mo、Ni等元素條件下，僅通過TMCP工藝生產厚規(guī)格鋼板，其強度、沖擊 初性的匹配，存在一定問題。
[0005] 對比專利1: 一種屈服強度550M化低碳貝氏體工程機械用鋼及其制備方法（申請 號：CN 102162065 A)，采用C:0.05~0.10%、Si:0.20~0.50%、Mn:1.50~1.80%、S< 0.010%、P<0.018%、Nb<0.10%、Mo<0.10%、Ti:0.010~0.040%、B:0.0010~ 0.0030%、化:0.20~0.50 %、A1:0.015~0.050 %，通過調整部分元素含量、微合金化處理、 TMCP工藝生產、控制社制和水冷，不需熱處理，生產出具有強度高、低溫初性良好的貝氏體 工程機械用鋼。該專利通過采用加入一定量的Mo、Cr等合金元素，并嚴格控制煉鋼過程，對 煉鋼過程要求較為苛刻；同時該專利實施例中，鋼板最大厚度僅30mm，且其抗拉強度范圍在 600MPa-700MPa之間，與Q460級別鋼種類似。
[0006] 對比專利2:屈服強度550Mpa的超高強船體及海洋平臺用鋼及其生產方法（申請 號：CN 102400063 A)，采用C0.04~0.07%、Si0.3~0.5%、Mnl.45~1.60%、P<0.02%、S < 0.005%、Cr0.25~0.4%、Ni0.6~0.8%、Mo0.2~0.3%、V0.04~0.06%、Cu0.6~0.8%、 Also.015~0.045%，采用兩階段控制社制和控制冷卻，得到板條狀貝氏體和鐵素體組織， 可滿足國家標準FH550鋼級要求。該專利采用較多的合金元素0、化、1〇、加，成本增加的同 時，也增加鋼巧冶煉過程的難度;在社制過程中，對兩階段社制過程中累積變形量均有一定 要求，增加社機負荷，降低生產效率。

【發(fā)明內容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種微棚處理抗拉強度700M化級寬厚板及制造方法，解決 了厚規(guī)格含B高強度鋼板強度不足，沖擊不穩(wěn)定的問題。
[0008] 結合現(xiàn)有的工裝設備優(yōu)勢及嚴格的工藝過程控制，合理設計TMCP態(tài)屈服強度抗拉 強度700MPa級高強度結構鋼成分體系，采用低C、高Μη,微量元素 B，并適當添加微合金元素 抓、￥、11，在不添加任何貴重合金化、1〇、化、加的前提下，通過了1〔?工藝，成功開發(fā)抗拉強度 TOOMPa級厚度規(guī)格30mm-80mm高強度結構鋼。
[0009] 一種微棚處理抗拉強度700M化級寬厚板，其按重量百分比化學成分為，C:0.07% ~0.09 %; Si :0.30 % ~0.50 % ;Mn :1.80 % ~2.00 %; Nb :0.04 % ~0.06 % ;V: 0.08 % ~ 0.10% ;Ti :0.015 % ~0.025% ; Alt :0.03% ~0.05% ;B :0.0005% ~0.0010% ;N: < 0.0040 %;P:<0.012%;S:<0.005%;其余為化及不可避免雜質。碳當量Ceq( % ) = C+Mn/6 + (化+]?〇+￥)/5+(化/+〇1)/15，且〔69范圍：0.43~0.48%。
[0010] Μη是重要的強初性元素，主要起固溶強化作用，在適當的范圍內，鋼的強度隨著Μη 含量的增加而提高，同時脆性轉變溫度下降，有助于實現(xiàn)貝氏體有效晶粒的細化。Β可W提 高鋼的澤透性，起強化晶界的作用，但Β含量過高，對初性不利；同時，Β易與Ν結合，消弱Β在 鋼中的作用，故本專利中添加一定量的固Ν元素 Ti，并對Ν含量做嚴格控制；同時對有害元素 含量提出了嚴格的要求，規(guī)定P含0.012 %、S含0.005 %，W提高鋼的純凈度，改善鋼的塑性、 初性.性、焊接性等。
[0011] 一種微棚處理抗拉強度700M化級寬厚板的制造方法，采用正常的冶煉及板巧生產 方法，其工序如下:鐵水脫硫化渣^轉爐冶煉^LF爐精煉^RH真空處理^板巧誘鑄^鋼板 社制及冷卻。
[0012] 具體步驟及參數如下：
[0013] 1、在冶煉過程中，嚴格控制C、P、S、N、B成分，按質量百分比，C:0.07%~0.09%，N: < 0.0040%，P: <0.012%，S: < 0.005%，B:0.0005%~0.0010% ;并保證碳當量Ceq在0.43 ~0.48%范圍內；添加0.015%~0.025%的Ti，W保證Ti/N>4.0，充分固N，使添加的微量 B，最大程度W固溶態(tài)形式存在，W提高B在社制及水冷過程中的作用。
[0014] 2、板巧加熱：采用步進梁式加熱爐將板巧加熱至設定溫度1160°C~1220°C之間， 并控制各加熱段溫度在950°C~1260°C之間，板巧在爐時間為220min~360min，保證板巧充 分奧氏體化。
[0015] 3、鋼板社制及冷卻：社制過程中，采用兩階段社制(再結晶區(qū)及非再結晶區(qū)社制） 及控制冷卻(ACC層流冷卻）；再結晶區(qū)社制結束溫度為950°C~1000°C;鋼板待溫厚度按2~ 4倍成品鋼板厚度設定;非再結晶區(qū)社制開始溫度為860°C~920°C，其結束溫度在780°C~ 800°C之間。鋼板社制后快速進入層流冷卻裝置進行冷卻;鋼板入水溫度按750°C~780°C控 審IJ，終冷溫度按450°C~500°C控制，冷速按15°C/S~25°C/S進行設定。水冷完成后，鋼板快 速下線堆冷，堆冷溫度350°C~500°C，堆冷時間控制在4她-72h，W達到自回火目的，同時減 少鋼板內應力。
[0016] 4、根據鋼板厚度規(guī)格，合理選擇連鑄巧規(guī)格;對于3〇111111<鋼板厚度^50mm，選擇 300mm厚規(guī)格連鑄巧;對于巧〇111111<鋼板厚度^ 80mm"，選擇400mm厚規(guī)格連鑄巧，W充分保證 社制過程中道次壓下量及兩階段社制過程中累積變形量。保證再結晶區(qū)社制階段累積變形 量> 60%，再結晶區(qū)社制最后一道次壓下率含15% ;非再結晶區(qū)社制階段累積變形量在 50%~75%，非再結晶區(qū)社制最后一道次壓下量在1.0mm~3.0mm，