低合金高強度鋼板及其生產方法

　　【專利摘要】本發明公開了一種低合金高強度鋼板，其材料的化學成分的質量百分含量包括：C0.15～0.19%、Si0.2～0.4%、Mn1.3～1.55%、P≤0.02%、S≤0.012%、Als0.015～0.03%、Ca0.001～0.0025%，其余為鐵和雜質。本發明還公開了一種低合金高強度鋼板的生產方法，包括：連鑄坯加熱、軋制和冷卻。本發明采用低成本成分設計，只使用了廉價的C、Si、Mn元素，通過固溶強化和細晶強化作用，使低合金高強度鋼板的屈服強度和沖擊韌性都滿足要求，省去了熱處理工藝和昂貴合金，工藝路線簡單，成本低廉、鋼板表面質量良好。

　　【專利說明】低合金高強度鋼板及其生產方法

　　【技術領域】

　　[0001]本發明涉及金屬材料領域，具體地說，涉及一種低合金高強度鋼板及其生產方法?！颈尘凹夹g】

　　[0002]低合金高強度鋼板，特別是Q345D、Q345E鋼板，在國民經濟各領域生產中廣泛應用，如現在國家正在大力發展的清潔能源風電，其設備就大量使用了 Q345D、Q345E鋼板。Q345D、Q345E鋼板是風力發電裝備中支撐葉片轉動的塔桿的主要材料。要求Q34?鋼板的-20°C沖擊功≥34J，Q345E鋼板的_40°C沖擊功≥34J。北方的冬天寒冷，氣溫常常在零下20°C以下，因此北方所用的風電塔桿材料一般都是Q345E鋼板，以保證材料能滿足低溫環境的使用要求。

　　[0003]Q345系列鋼板的常溫及低溫組織為鐵素體和珠光體，為體心立方結構，當溫度降低到一定的時候，材料就由韌性變為脆性。材料由韌性轉變為脆性時的溫度稱為韌脆轉變點。脆轉變溫度越低，材料的韌性就越好。Q345E鋼板要求材料在-40°C的環境溫度下仍有良好韌性，即要求其韌脆轉變點低于_40°C。由于要求Q345E的韌脆轉變點低于_40°C，是低合金高強度結構鋼中的級別較高的鋼級，材料的制造難度比較大，目前為保證Q345E鋼板的韌性一般有兩種方法，一是降低鋼中的碳含量，鋼中的碳含量越低，鋼板的韌性越好，但是碳含量降低會帶來強度的損失，使鋼板的強度不容易滿足要求；二是添加Nb、V、Ti等微量合金元素來細化晶粒，從而提高鋼板的韌性，鋼板的晶粒越細小，其韌性越好，但由于Nb、V、Ti等合金價格昂貴，即使少量添加，成本也會大幅上升。

　　[0004]現有技術通過淬火和回火的熱處理方式來提高Q345低合金結構鋼板沖擊性能。由于采用淬火和回火的熱處理方式來提高鋼板的性能，使鋼板的制造工藝復雜，管理難度加大，制造周期延長，同時采用熱處理工藝會使鋼板的制造成本大幅提高。

　　【發明內容】

　　[0005]本發明所要解決的技術問題是提供一種低合金高強度鋼板，鋼板表面質量良好、韌性優良。

　　[0006]本發明的技術方案如下:

　　[0007]—種低合金高強度鋼板，其材料的化學成分的質量百分含量包括:C0.15~0.19%,Si0.2 ~0.4%、Mnl.3 ~1.55%,P ≤ 0.02%,S ≤0.012%、酸溶鋁 Als0.015 ~0.03%、Ca0.001~0.0025%，其余為鐵和雜質。

　　[0008]進一步，所述低合金高強度鋼板的材料的化學成分的質量百分含量包括:C0.17%、Si0.32%、Mnl.45%、P0.009%、S0.005%、Als0.024%、Ca0.0018% ；或者，C0.16%、Si0.28%、Mnl.47%,P0.009%,S0.006%、Als0.023%,Ca0.001% ;或者，C0.15%,Si0.2%、Mnl.38%,P0.02%、S0.008%、Als0.023%、Ca0.0025% ；或者，C0.19%、Si0.38%、Mnl.55%、P0.012%、S0.012%、Als0.015%、Ca0.0021% ；或者，C0.18%、Si0.4%、Mnl.3%、P0.009%、S0.007%、Als0.03%、Ca0.0018%。[0009]本發明所要解決的另一技術問題是提供一種低合金高強度鋼板的生產方法，生產工藝簡單、生產周期短，生產成本低。

　　[0010]本發明的另一技術方案如下:

　　[0011]一種低合金高強度鋼板的生產方法，包括:連鑄坯加熱、板坯軋制和冷卻，生產得到的低合金高強度鋼板的材料的質量百分含量包括:C0.15~0.19%、Si0.2~0.4%、Mnl.3 ~1.55%、P ≤ 0.02%、S ≤ 0.012%、Als0.015 ~0.03%、Ca0.001 ~0.0025%，其余為

　　鐵和雜質。

　　[0012]進一步:所述連鑄坯加熱的出爐溫度為1170-1210°C，加熱時間為250~440分鐘。

　　[0013]進一步:所述板坯軋制包括第一階段軋制和第二階段軋制。

　　[0014]進一步:所述第一階段軋制開軋時板坯的厚度為所述連鑄坯的厚度，所述第一階段軋制的開軋溫度為1160~1195°C，所述第一階段軋制的終軋溫度> 980°C，所述第一階段軋制的軋制道次數為5~10。

　　[0015]進一步:所述第二階段軋制開軋時板坯的厚度為2-3.5倍所述生產得到的低合金高強度鋼板的厚度，所述第二階段軋制的開軋溫度為870~940°C，所述第二階段軋制的終軋溫度為820~840°C，所述第二階段軋制的軋制道次數為5~7。

　　[0016]進一步:所述冷卻為層流冷卻，冷卻速度為10~20 °C /s，終冷溫度為640~700。。。

　　[0017]進一步:生產得到的厚規格鋼板的材料的質量百分含量包括:C0.17%、Si0.32%、Mnl.45%、P0.009%、S0.005%、Als0.024%、Ca0.0018% ；或者，C0.16%、Si0.28%、Mnl.47%、P0.009%, S0.006%, Als0.023%, Ca0.001% ;或者，C0.15%, Si0.2%, Mn 1.38%, P0.02%, S0.008%、Als0.023%、Ca0.0025% ;或者，C0.19%、Si0.38%、Mnl.55%、P0.012%、S0.012%、Als0.015%、Ca0.0021% ;或者，C0.18%、Si0.4%、Mnl.3%、P0.009%、S0.007%、Als0.03%、Ca0.0018%。

　　[0018]本發明的技術效果如下:

　　[0019]1、本發明采用低成本成分設計，只使用了廉價的C、S1、Mn元素，通過固溶強化和細晶強化作用，使低合金高強度鋼板的屈服強度和沖擊韌性都滿足要求，省去了熱處理工藝和昂貴合金，工藝路線簡單，成本低廉、鋼板表面質量良好。

　　[0020]2、本發明的鋼板以鐵素體為主的組織，鐵素體具有良好的塑性和韌性。

　　[0021]3、本發明的鋼板的材料低溫沖擊韌性良好，_40°C沖擊功可以達到132J以上。

　　[0022]4、本發明的鋼板的的屈服強度在395~418MPa之間，抗拉強度在546~560MPa之間，延伸率> 25%。

　　[0023]5、本發明的鋼板表面質量良好，沒有裂紋、麻坑等表面質量缺陷。

　　[0024]6、本發明的鋼板的成分和工藝設計合理，工藝制度比較寬松，可在寬厚板線上穩定生產，特別適合Q345E鋼板的生產。

　　【專利附圖】

　　【附圖說明】

　　[0025]圖1為本發明的實施例1的鋼板的金相組織圖；

　　[0026]圖2為本發明的實施例2的鋼板的金相組織圖；

　　[0027]圖3為本發明的實施例3的鋼板的金相組織圖；[0028]圖4為本發明的實施例4的鋼板的金相組織圖；

　　[0029]圖5為本發明的實施例5的鋼板的金相組織圖。

　　【具體實施方式】

　　[0030]本發明的低合金高強度鋼板在連鑄坯的基礎上制備。要求所用的連鑄坯的化學成分的質量百分含量的如下:C0.15~0.19%、Si0.2~0.4%、Mnl.3~1.55%、P≤0.02%、S ≤ 0.012%、Als0.015 ~0.03%、Ca0.001 ~0.0025%，其余為鐵和雜質。

　　[0031]本發明的低合金高強度鋼板的生產方法的流程如下:

　　[0032]步驟S1:連鑄坯加熱

　　[0033]連鑄坯加熱的出爐溫度為1170-1210°C，加熱時間為250~440分鐘。

　　[0034]步驟S2:板坯軋制

　　[0035]軋制包括第一階段軋制和第二階段軋制。

　　[0036]第一階段軋制開軋時板坯的厚度為連鑄坯的厚度。第一階段軋制的開軋溫度為1160~1195°C。第一階段軋制的終軋溫度> 980°C。第一階段軋制的軋制道次數為5~10。

　　[0037]第二階段軋制開軋時板坯的厚度為2-3.5倍生產得到的低合金高強度鋼板的厚度。第二階段軋制的開軋溫度為870~940°C。第二階段軋制的終軋溫度為820~840°C。第二階段軋制的軋制道次數為5~7。

　　[0038]對上述加熱好的連鑄坯在奧氏體再結晶區進行控制軋制。由于該低合金高強度鋼板的化學成分不含Nb等能在第二階段軋制析出第二相粒子的合金元素，因此上述第一、第二階段的軋制都是屬于奧氏體再結晶區控制軋制。第一階段控制軋制屬于高溫區的奧氏體再結晶控制軋制，這一階段采用低速、大壓下的軋制策略，要求軋制速度不大于2m/s，至少有兩道壓下率大于15%，充分細化奧氏體晶粒，軋制產生的高溫焊合作用很大程度上消除了鑄坯內部的疏松、微裂紋等缺陷，使鋼板的致密度提高。第一階段控軋結束后，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低溫再結晶控軋，這一階段對中間坯進行5~7道次的軋制，奧氏體晶粒被反復破碎、再結晶細化，這樣奧氏體晶粒最終在第一階段軋制細化的基礎上，再次被進一步細化，且由于第二階段軋完后，終軋溫度較低，奧氏體晶?；静辉匍L大，最終得到細小的奧氏體晶粒。奧氏體晶粒越細小，其晶界面積越大，由奧氏體向鐵素體轉變時的形核位置就越多，形核率就越高，最終得到的鐵素體晶粒就越細小，鋼板的強度越高，沖擊韌性越好。

　　[0039]步驟S3:冷卻

　　[0040]冷卻采用層流冷卻，冷卻速度為10~20°C /s，終冷溫度為640~700°C。

　　[0041]軋后采用層流冷卻，將鋼板由終軋溫度快速冷卻至640~700°C，進一步降低了奧氏體向鐵素體的轉變溫度，進一步細化了鐵素體晶粒，從而提高了鋼板的強度和韌性。

　　[0042]經過上述工藝生產的得到的低合金高強度鋼板的材料的化學成分的質量百分含量為:C0.15 ~0.19%,Si0.2 ~0.4%、Mnl.3 ~1.55%,P ( 0.02%,S ( 0.012%、Als0.015 ~

　　0.03%、Ca0.001~0.0025%，其余為鐵和雜質。

　　[0043]實施例1

　　[0044]實施例1選用的連鑄坯的厚度為250mm。[0045]連鑄坯加熱過程中，連鑄坯的出爐溫度為1198°C，加熱時間為365分鐘。連鑄坯的化學成分的質量百分含量包括:C0.17%、Si0.32%、Mnl.45%、P0.009%、S0.005%、Als0.024%、Ca0.0018%，余量為Fe和不可避免的雜質。

　　[0046]然后將加熱后的板坯進行第一階段軋制和第二階段軋制，兩段軋制工序結束后得到厚度為20mm的鋼板。再將該鋼板進行冷卻。

　　[0047]軋制和冷卻工序對鋼板的材料的化學成分的含量影響不大，因此，生產的得到的實施例1的鋼板的材料的化學成分的質量百分含量包括:C0.17%、Si0.32%、Mnl.45%、P0.009%、S0.005%、Als0.024%、Ca0.0018%,余量為 Fe 和不可避免的雜質。

　　[0048]詳細的軋制及冷卻的工藝參數見表1。生產得到的實施例1的鋼板的力學性能見表2。

　　[0049]如圖1所示，為本發明的實施例1的鋼板的金相組織圖。從圖1可以看出，鋼板的組織為鐵素體和珠光體，晶粒大小均勻，晶粒較細小，鋼板的機械性能較好，并比較穩定。

　　[0050]實施例2

　　[0051]實施例2選用的連鑄坯的厚度為250mm。

　　[0052]連鑄坯加熱過程中，連鑄坯的出爐溫度為1201°C，加熱時間為373分鐘。連鑄坯的化學成分的質量百分含量包 括:C0.16%、Si0.28%、Mnl.47%、P0.009%、S0.006%、Als0.023%、Ca0.001%，余量為Fe和不可避免的雜質。

　　[0053]然后將加熱后的板坯進行第一階段軋制和第二階段軋制，兩段軋制工序結束后得到厚度為36mm的鋼板。再將該鋼板進行冷卻。

　　[0054]軋制和冷卻工序對鋼板的材料的化學成分的含量影響不大，因此，生產的得到的實施例2的鋼板的材料的化學成分的質量百分含量包括:C0.16%、Si0.28%、Mnl.47%、P0.009%、S0.006%、Als0.023%、Ca0.001%，余量為 Fe 和不可避免的雜質。

　　[0055]詳細的軋制和冷卻的工藝參數見表1。生產得到的實施例2的鋼板的力學性能見表2。

　　[0056]如圖2所示，為本發明的實施例2的鋼板的金相組織圖。從圖2可以看出，鋼板的組織為鐵素體和珠光體，晶粒大小均勻，晶粒較細小，鋼板的機械性能較好，并比較穩定。

　　[0057]實施例3

　　[0058]實施例3選用的連鑄坯的厚度為250mm。

　　[0059]連鑄坯加熱過程中，連鑄坯的出爐溫度為1170°C，加熱時間為250分鐘。連鑄坯的化學成分的質量百分含量包括:C0.15%、Si0.2%, Mnl.38%、P0.02%、S0.008%、Als0.023%、Ca0.0025%，余量為Fe和不可避免的雜質。

　　[0060]然后將加熱后的板坯進行第一階段軋制和第二階段軋制，兩段軋制工序結束后得到厚度為25mm的鋼板。再將該鋼板進行冷卻。

　　[0061]軋制和冷卻工序對鋼板的材料的化學成分的含量影響不大，因此，生產的得到的實施例3的鋼板的材料的化學成分的質量百分含量包括:C0.15%、Si0.2%、Mnl.38%、P0.02%、S0.008%、Als0.023%、Ca0.0025%，余量為 Fe 和不可避免的雜質。

　　[0062]詳細的軋制和冷卻的工藝參數見表1。生產得到的實施例3的鋼板的力學性能見表2。

　　[0063]如圖3所示，為本發明的實施例3的鋼板的金相組織圖。從圖3可以看出，鋼板的組織為鐵素體和珠光體，晶粒大小均勻，晶粒較細小，鋼板的機械性能較好，并比較穩定。

　　[0064]實施例4

　　[0065]實施例4選用的連鑄坯的厚度為250mm。

　　[0066]連鑄坯加熱過程中，連鑄坯的出爐溫度為1198°C，加熱時間為440分鐘。連鑄坯的化學成分的質量百分含量包括:C0.19%、Si0.38%、Mnl.55%、P0.012%、S0.012%、Als0.015%、Ca0.0021%，余量為Fe和不可避免的雜質。

　　[0067]然后將加熱后的板坯進行第一階段軋制和第二階段軋制，兩段軋制工序結束后得到厚度為20mm的鋼板。再將該鋼板進行冷卻。

　　[0068]軋制和冷卻工序對鋼板的材料的化學成分的含量影響不大，因此，生產的得到的實施例4的鋼板的材料的化學成分的質量百分含量包括:C0.19%、Si0.38%、Mnl.55%、P0.012%、S0.012%、Als0.015%, Ca0.0021%，余量為 Fe 和不可避免的雜質。

　　[0069]詳細的軋制和冷卻的工藝參數見表1。生產得到的實施例4的鋼板的力學性能見表2。

　　[0070]如圖4所示，為本發明的實施例4的鋼板的金相組織圖。從圖4可以看出，鋼板的組織為鐵素體和珠光體， 晶粒大小均勻，晶粒較細小，鋼板的機械性能較好，并比較穩定。

　　[0071]實施例5

　　[0072]實施例5選用的連鑄坯的厚度為250mm。

　　[0073]連鑄坯加熱過程中，連鑄坯的出爐溫度為1210°C，加熱時間為385分鐘。連鑄坯的化學成分的質量百分含量包括:C0.18%、Si0.4%、Mnl.3%、P0.009%、S0.007%、Als0.03%、Ca0.0018%，余量為Fe和不可避免的雜質。

　　[0074]然后將加熱后的板坯進行第一階段軋制和第二階段軋制，兩段軋制工序結束后得到厚度為30mm的鋼板。再將該鋼板進行冷卻。

　　[0075]軋制和冷卻工序對鋼板的材料的化學成分的含量影響不大，因此，生產的得到的實施例5的鋼板的材料的化學成分的質量百分含量包括:C0.18%、Si0.4%、Mnl.3%、P0.009%、S0.007%、Als0.03%、Ca0.0018%，余量為 Fe 和不可避免的雜質。

　　[0076]詳細的軋制和冷卻的工藝參數見表1。生產得到的實施例5的鋼板的力學性能見表2。

　　[0077]如圖5所示，為本發明的實施例5的鋼板的金相組織圖。從圖5可以看出，鋼板的組織為鐵素體和珠光體，晶粒大小均勻，晶粒較細小，鋼板的機械性能較好，并比較穩定。

　　[0078]表1本發明的各實施例的軋制及冷卻的工藝參數

　　[0079]

　　【權利要求】

　　1.一種低合金高強度鋼板，其特征在于，其材料的化學成分的質量百分含量包括:C0.15 ~0.19%,Si0.2 ~0.4%、Mnl.3 ~1.55%,P ( 0.02%,S ( 0.012%、Als0.015 ~0.03%、Ca0.001~0.0025%，其余為鐵和雜質。

　　2.如權利要求1所述的低合金高強度鋼板，其特征在于，其材料的化學成分的質量百分含量包括:C0.17%、Si0.32%、Mnl.45%、P0.009%、S0.005%、Als0.024%、Ca0.0018% ;或者，C0.16%, Si0.28%, Mn 1.47%, P0.009%, S0.006%、Als0.023%、Ca0.001% ;或者，C0.15%、Si0.2%、Mnl.38%、P0.02%、S0.008%、Als0.023%、Ca0.0025% ；或者，C0.19%、Si0.38%、Mnl.55%、P0.012%、S0.012%、Als0.015%、Ca0.0021% ；或者，C0.18%、Si0.4%、Mnl.3%、P0.009%、S0.007%、Als0.03%、Ca0.0018%。

　　3.一種低合金高強度鋼板的生產方法，其特征在于，包括:連鑄坯加熱、板坯軋制和冷卻，生產得到的低合金高強度鋼板的材料的質量百分含量包括:C0.15~0.19%、Si0.2~0.4%, Mn 1.3 ~1.55%、P ( 0.02%、S ( 0.012%、Als0.015 ~0.03%、Ca0.001 ~0.0025%，其余為鐵和雜質。

　　4.如權利要求3所述的低合金高強度鋼板的生產方法，其特征在于:所述連鑄坯加熱的出爐溫度為1170-1210°C，加熱時間為250~440分鐘。

　　5.如權利要求3所述的低合金高強度鋼板的生產方法，其特征在于:所述板坯軋制包括第一階段軋制和第二階段軋制。

　　6.如權利要求5所述的低合金高強度鋼板的生產方法，其特征在于:所述第一階段軋制開軋時板坯的厚度為所述連鑄坯的厚度，所述第一階段軋制的開軋溫度為1160~1195°C，所述第一階段軋制的終軋溫度> 980°C，所述第一階段軋制的軋制道次數為5~10。

　　7.如權利要求5所述的低合金高強度鋼板的生產方法，其特征在于:所述第二階段軋制開軋時板坯的厚度為2-3.5倍所述生產得到的低合金高強度鋼板的厚度，所述第二階段軋制的開軋溫度為870~940°C，所述第二階段軋制的終軋溫度為820~840°C，所述第二階段軋制的軋制道次數為5~7。

　　8.如權利要求3所述的低合金高強度鋼板的生產方法，其特征在于:所述冷卻為層流冷卻，冷卻速度為10~20°C /s，終冷溫度為640~700°C。

　　9.如權利要求3所述的低合金高強度鋼板的生產方法，其特征在于:生產得到的厚規格鋼板的材料的質量百分含量包括:C0.17%、Si0.32%、Mnl.45%、P0.009%、S0.005%、Als0.024%、Ca0.0018% ;或者，C0.16%、Si0.28%、Mnl.47%、P0.009%、S0.006%、Als0.023%、Ca0.001% ;或者，C0.15%、Si 0.2%、Mnl.38%、P0.02%、S0.008%、Als0.023%、Ca0.0025% ;或者，C0.19%、Si0.38%、Mnl.55%、P0.012%、S0.012%、Als0.015%、Ca0.0021% ;或者，C0.18%、Si0.4%、Mnl.3%、P0.009%、S0.007%、Als0.03%、Ca0.0018%。

　　【文檔編號】C21D8/02GK103602885SQ201310499207

　　【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年10月22日 優先權日:2013年10月22日

　　【發明者】溫利軍, 董瑞峰, 高軍 申請人:內蒙古包鋼鋼聯股份有限公司

　　厚規格鋼板及其生產方法

　　【專利摘要】本發明公開了一種厚規格鋼板，其材料的化學成分的質量百分含量包括：C0.14～0.19%、Si0.2～0.5%、Mn1.2～1.55%、P≤0.015%、S≤0.005%、V0.01～0.025、Nb0.01～0.025、Als0.015～0.28%、Ti0.01～0.02%、Ca0.0015～0.003%，其余為鐵和雜質。本發明還公開了一種厚規格鋼板的生產方法，包括：連鑄坯生產、連鑄坯加熱、軋制、冷卻和熱處理。本發明工藝簡單、成本低，可以生產具有良好的Z向性能，并且探傷質量好的厚規格鋼板。

　　【專利說明】厚規格鋼板及其生產方法

　　【技術領域】

　　[0001]本發明涉及金屬材料領域，具體地說，涉及一種厚規格鋼板及其生產方法。

　　【背景技術】

　　[0002]厚規格鋼板，特別是厚規格Q345DZ35鋼板大量應用于工程機械上，隨著裝備的大型化，設備使用時受力情況越來越復雜化，鋼板的厚度也呈越來越厚之勢，鋼板內部質量卻越來越要求嚴格?，F在工程機械領域對IOOmm以上具有良好抗層狀撕裂能力、保探傷的鋼板需求較大，而生產這類鋼板的技術難度較大。傳統的生產方法是采用模鑄工藝生產，生產成本高，能源消耗大，成材率低，且探傷質量不容易保證。隨著連鑄坯厚度的增加，這類鋼板現在也有采用連鑄坯生產的，但用連鑄坯生產由于壓縮比減小，面臨著鋼板Z向性能較差、探傷質量不容易保證等問題，導致成材率下降。

　　[0003]現有的生產厚規格鋼板，特別是厚規格Q345DZ35鋼板的技術中為了使鋼板的機械性能滿足要求，探傷質量較好，在鋼里添加了 Cr及昂貴的合金Ni，使鋼板的合金成本增加，同時由于Ni的加入，鋼板表面的氧化鐵皮不易去除，表面質量較差。

　　【發明內容】

　　[0004]本發明所要解決的技術問題是提供一種厚規格鋼板，具有良好的Z向性能，并且其探傷質量好。

　　[0005]本發明的技術方案如下:

　　[0006]—種厚規格鋼板，其材料的化學成分的質量百分含量包括:C0.14~0.19%、Si0.2 ~0.5%、Mnl.2 ~1.55%,P≤ 0.015%、S ≤0.005%,V0.01 ~0.025,Nb0.01 ~0.025、酸溶鋁 Als0.015 ~0.28%、Ti0.01 ~0.02%、Ca0.0015 ~0.003%，其余為鐵和雜質。

　　[0007]進一步，所述厚規格鋼板的材料的化學成分的質量百分含量包括:C0.17%、Si0.44%、Mnl.44%、P0.011%、S0.003%、V0.023%、Nb0.022%、Als0.024%、Ti0.011% 和Ca0.0022% ；或者，C0.17%、Si0.44%、Mnl.44%、P0.011%、S0.003%、V0.023%、Nb0.022%、Als0.024%、Ti0.011% 和 Ca0.0022% ;或者，C0.14%、Si0.5%、Mnl.45%、P0.015%、S0.003%、V0.02%、Nb0.025%、Als0.015%、Ti0.011% 和 Ca0.0022% ;或者，C0.17%、Si0.2%、Mnl.55%、P0.015%、S0.005%、V0.01%、Nb0.023%、Als0.028%、Ti0.015% 和 Ca0.003% ;或者，C0.19%、Si0.36%、Mnl.2%,P0.008%、S0.005%、V0.025%、Nb0.01%、Als0.015%、Ti0.02% 和 Ca0.003%。

　　[0008]本發明所要解決的另一技術問題是提供一種厚規格鋼板的生產方法，工藝簡單、成本低。

　　[0009]本發明的另一技術方案如下:

　　[0010]—種厚規格鋼板的生產方法,包括:連鑄還生產、連鑄還加熱、軋制、冷卻和熱處理，生產得到的厚規格鋼板的材料的質量百分含量包括:C0.14~0.19%、Si0.2~0.5%、Mnl.2 ~1.55%、P ≤ 0.015%、S ≤ 0.005%、V0.01 ~0.025、Nb0.01 ~0.025、Als0.015 ~0.28%、Ti0.01 ~0.02%、Ca0.0015 ~0.003%，其余為鐵和雜質。[0011]進一步,所述連鑄還生產包括:鐵水預處理、鐵水冶煉、LF (Ladle Furnace)爐精煉、RH (Ruhstahl Hausen)爐真空脫氣處理和連鑄。

　　[0012]進一步:所述連鑄坯的厚度為300mm。

　　[0013]進一步:所述連鑄采用電磁攪拌和輕壓下，所述連鑄后的連鑄坯的厚度為300mm。

　　[0014]進一步:所述連鑄坯加熱的溫度為1180_1240°C，加熱時間為365~378分鐘。 [0015]進一步:所述軋制包括第一階段軋制和第二階段軋制；所述第一階段軋制開軋時板坯的厚度為所述連鑄坯的厚度，所述第一階段軋制的開軋溫度為1170~1230°C，所述第一階段軋制的終軋溫度> 980°C，所述第一階段軋制的軋制道次數為5~10 ;所述第二階段軋制開軋時板坯的厚度為1.1-1.5所述生產得到的厚規格鋼板的厚度，所述第二階段軋制的開軋溫度為885~960°C，所述第二階段軋制的終軋溫度為810~880°C，所述第二階段軋制的軋制道次數為5~7。

　　[0016]進一步:所述冷卻為層流冷卻，冷卻速度為5~10°C/s，終冷溫度為620~700°C。

　　[0017]進一步:所述熱處理采用正火工藝，所述正火的溫度為860~920°C，并在860~920°C保溫20分鐘，所述正火后采用自然空冷方式冷卻。

　　[0018]進一步:生產得到的厚規格鋼板的材料的質量百分含量包括:C0.17%、Si0.44%、Mnl.44%,P0.011%,S0.003%,V0.023%、Nb0.022%、Als0.024%、Ti0.011% 和 Ca0.0022% ;或者，C0.17%、Si0.44%、Mnl.44%、P0.011%、S0.003%、V0.023%、Nb0.022%、Als0.024%、Ti0.011%和 Ca0.0022% ；或者，C0.14%、Si0.5%、Mnl.45%、P0.015%、S0.003%、V0.02%、Nb0.025%、Als0.015%、Ti0.011% 和 Ca0.0022% ;或者，C0.17%、Si0.2%、Mnl.55%、P0.015%、S0.005%、V0.01%、Nb0.023%、Als0.028%、Ti0.015% 和 Ca0.003% ；或者，C0.19%、Si0.36%、Mnl.2%、P0.008%、S0.005%、V0.025%、Nb0.01%、Als0.015%、Ti0.02% 和 Ca0.003%。

　　[0019]本發明的技術效果如下:

　　[0020]1、本發明的厚規格鋼板的Z向性能良好，探傷質量好。

　　[0021]2、本發明的厚規格鋼板的韌性良好，-20°C沖擊功在245J以上。

　　[0022]3、本發明的厚規格鋼板的屈服強度在330~360MPa之間，抗拉強度在490~520MPa之間，延伸率≥27%，強度適中，塑性良好。

　　[0023]4、本發明的厚規格鋼板的表面質量良好，沒有裂紋、麻坑等表面質量缺陷。

　　[0024]5、本發明的厚規格鋼板的生產方法的工藝簡單，不添加Ni等貴重合金元素，成本低；采用連鑄坯生產,成材率高。

　　【專利附圖】

　　【附圖說明】

　　[0025]圖1為本發明的實施例1的鋼板的金相組織圖；

　　[0026]圖2為本發明的實施例2的鋼板的金相組織圖；

　　[0027]圖3為本發明的實施例3的鋼板的金相組織圖；

　　[0028]圖4為本發明的實施例4的鋼板的金相組織圖；

　　[0029]圖5為本發明的實施例5的鋼板的金相組織圖。

　　【具體實施方式】

　　[0030]本發明的厚規格鋼板按照如下組分配料:C0.14~0.19%,Si0.2~0.5%、Mnl.2~1.55%、P ≤ 0.015%、S ≤0.005%、V0.01 ~0.025%、Nb0.01 ~0.025%、Als0.015 ~0.28%、Ti0.01~0.02%和Ca0.0015~0.003%，其余為鐵和雜質。

　　[0031]本發明的厚規格鋼板的生產方法的流程如下:

　　[0032]步驟S1:連鑄坯生產

　　[0033]連鑄坯生產具體包括以下步驟:

　　[0034]步驟SlOl:鐵水預處理

　　[0035]將鐵水進行脫硫預處理。因為P、S是有害的，且在鋼水凝固時是易偏析元素，所以P、S的含量控制應較低。 [0036]鐵水預處理工藝:采用鎂基脫硫，要求脫硫后鐵水中S的質量百分含量< 0.005%,鐵水溫度> 1270°C。

　　[0037]步驟S102:鐵水冶煉

　　[0038]鐵水冶煉時添加的廢鋼為鋼質純凈的優質廢鋼。采用頂底復吹轉爐脫碳、脫磷。入爐鐵水的Si的質量百分含量控制在0.80%以下，過程槍位控制在1.6~2.5m之間，終渣堿度控制在2.6~2.8之間，終點C的質量百分含量控制在0.05%以上，P的質量百分含量控制在0.012%以下。出鋼時采用擋渣錐進行擋渣，出鋼過程中嚴禁下渣。

　　[0039]步驟S103:LF爐精煉

　　[0040]采取大渣量進行造渣，白渣保持時間控制在Smin以上，使用鋁線、鋁鐵線脫氧；精煉結束后確保軟吹時間> 12min ;根據實際情況控制上鋼溫度，確保鋼水過熱度控制在17~30°C之間。

　　[0041]步驟S104:RH爐真空脫氣處理

　　[0042]真空度要求< 133Pa，真空處理時間≥35分鐘。

　　[0043]步驟S105:連鑄

　　[0044]連鑄采用電磁攪拌和輕壓下，電磁攪拌的頻率為6Hz,電流為320A,壓下位置為6、

　　7、8三個段，壓下量為2.0mm、2.0mm、2.0mm。生產該鋼板必須要求板坯質量良好，因此采用電磁攪拌和輕壓下技術，目的是減少鋼板的中心偏析，改善板坯內部質量，從而改善鋼板內部質量。連鑄后的連鑄坯的厚度優選300mm。要保證鋼板良好的Z向拉伸性能，除鋼水純凈度、板坯質量要求較高外，還需要一定的壓縮比，因此優選300mm厚斷面的連鑄坯進行后續生產。

　　[0045]步驟S2:連鑄坯加熱

　　[0046]連鑄坯出爐溫度為1180_1240°C，加熱時間為365~378分鐘。

　　[0047]步驟S3:軋制

　　[0048]軋制包括第一階段軋制和第二階段軋制。

　　[0049]第一階段軋制開軋時板坯的厚度為連鑄坯的厚度。第一階段軋制的開軋溫度為1170~1230°C。第一階段軋制的終軋溫度> 980°C。第一階段軋制的軋制道次數為5~10。

　　[0050]第二階段軋制開軋時板坯的厚度為1.1-1.5倍生產得到的厚規格鋼板(即成品鋼板)的厚度。第二階段軋制的開軋溫度為885~960°C。第二階段軋制的終軋溫度為810~880°C。第二階段軋制的軋制道次數為5~7。

　　[0051]本發明是在奧氏體再結晶區、未再結晶區對上述加熱好的連鑄坯進行控制軋制。上述第一階段軋制即為奧氏體再結晶區控制軋制。這一階段采用低速、大壓下的軋制策略，要求軋制速度不大于2m/s，至少有兩道壓下率大于15%，通過奧氏體的反復再結晶，充分細化奧氏體晶粒，增加晶界面積，增加奧氏體向鐵素體轉變的形核位置。同時軋制產生的高溫焊合作用很大程度上消除了連鑄坯內部的疏松、微裂紋等缺陷，使鋼板的致密度提高。奧氏體再結晶控軋結束后，中間坯在輥道上擺動降溫，降溫方式為自然空冷，降溫至第二階段軋制的開軋溫度開始第二階段軋制。第二階段軋制屬于非再結晶控軋，通過Nb的碳氮化物析出，釘扎位錯，晶粒內部在軋制變形下產生應變。通過多道次軋制，晶粒內部積累了大量的形變能和相變形核位置。

　　[0052]步驟S4:冷卻

　　[0053]冷卻采用層流冷卻，冷卻速度為5~10°C /s，終冷溫度為620~700°C。

　　[0054]軋制后本發明通過快速冷卻和較低的終冷溫度，得到細小的鐵素體和珠光體組織。

　　[0055]步驟S5:熱處理

　　[0056]熱處理采用正火工藝。正火的溫度為860~920°C，并在860~920°C保溫20分鐘。正火后的鋼板采用自然空冷方式冷卻。

　　[0057]由于本發明的鋼板較厚，沿厚度方向組織存在一定的差別，越靠近表面的組織越細小，越到鋼板的心部組織越粗大，而如果鋼板心部組織粗大會影響鋼板的Z向拉伸性能。因此，為了進一步改善鋼板 的性能，需對鋼板進行正火處理，經正火后的鋼板組織更加均勻細小，Z向拉伸性能也會更好。

　　[0058]經過上述工藝生產的得到的厚規格鋼板的材料的化學成分的質量百分含量為:C0.14 ~0.19%、Si0.2 ~0.5%, Mn 1.2 ~1.55%、P ( 0.015%、S ( 0.005%、V0.01 ~0.025、Nb0.01 ~0.025、Als0.015 ~0.28%、Ti0.01 ~0.02%, Ca0.0015 ~0.003%，其余為鐵和雜質。

　　[0059]實施例1

　　[0060]將原料按照目標成分配比，經過鐵水預處理、鐵水冶煉、LF爐精煉、RH爐真空脫氣處理和連鑄后，得到的連鑄坯的厚度為300mm。

　　[0061]連鑄坯加熱過程中，連鑄坯的出爐溫度為1232°C，加熱時間為365分鐘。連鑄坯的化學成分的質量百分含量包括:C0.17%、Si0.44%、Mnl.44%、P0.011%、S0.003%、V0.023%、Nb0.022%、Als0.024%、Ti0.011% 和 Ca0.0022%，余量為 Fe 和不可避免的雜質。

　　[0062]連鑄坯加熱后進行軋制，軋制工序結束后得到厚度為IlOmm的鋼板。再將該鋼板進行冷卻和熱處理，熱處理時間為20分鐘，熱處理后采用自然空冷方式冷卻。詳細的軋制、冷卻及熱處理的工藝參數見表1。

　　[0063]軋制、冷卻和熱處理工序對鋼板的材料的化學成分的含量影響不大，因此，生產的得到的實施例1的厚規格鋼板的材料的化學成分的質量百分含量柏闊:C0.17%、Si0.44%、Mnl.44%、P0.011%、S0.003%、V0.023%、Nb0.022%、Als0.024%、Ti0.011% 和 Ca0.0022%,余量為Fe和不可避免的雜質。生產得到的實施例1的厚規格鋼板的力學性能見表2。

　　[0064]如圖1所示，為本發明的實施例1的鋼板的金相組織圖。從圖中可以看出，按照本發明的配方和方法生產的鋼板晶粒較細小，組織均勻，沒有混晶、明顯的帶狀組織，這樣的鋼板的機械性能良好并且比較穩定。[0065]實施例2

　　[0066]將原料按照目標成分配比，經過鐵水預處理、鐵水冶煉、LF爐精煉、RH爐真空脫氣處理和連鑄后，得到的連鑄坯的厚度為300mm。

　　[0067]連鑄坯加熱過程中，連鑄坯的出爐溫度為1216°C，加熱時間為373分鐘。連鑄坯的化學成分的質量百分含量包括:C0.17%、Si0.44%、Mnl.44%、P0.011%、S0.003%、V0.023%、Nb0.022%、Als0.024%、Ti0.011% 和 Ca0.0015%，余量為 Fe 和不可避免的雜質。

　　[0068]連鑄坯加熱后進行軋制，軋制工序結束后得到厚度為115mm的鋼板。再將該鋼板進行冷卻和熱處理，熱處理時間為20分鐘，熱處理后采用自然空冷方式冷卻。詳細的軋制、冷卻及熱處理的工藝參數見表1。

　　[0069]軋制、冷卻和熱處理工序對鋼板的材料的化學成分的含量影響不大，因此，生產的得到的實施例2的厚規格鋼板的材料的化學成分的質量百分含量包括:C0.17%、Si0.44%、Mnl.44%、P0.011%、S0.003%、V0.023%、Nb0.022%、Als0.024%、Ti0.011% 和 Ca0.0015%，余量為Fe和不可避免的雜質。生產得到的實施例2的厚規格鋼板的力學性能見表2。

　　[0070]如圖2所示，為本發明的實施例2的鋼板的金相組織圖。從圖中可以看出，按照本發明的配方和方法生產的鋼板晶粒較細小，組織均勻，沒有混晶、明顯的帶狀組織，這樣的鋼板的機械性能良好并且比較穩定。

　　[0071]實施例3

　　[0072]將原料按照目標成分配比，經過鐵水預處理、鐵水冶煉、LF爐精煉、RH爐真空脫氣處理和連鑄后，得到的連鑄坯的厚度為300mm。

　　[0073]連鑄坯加熱過程中，連鑄坯的出爐溫度為1180°C，加熱時間為378分鐘。連鑄坯的化學成分的質量百分含量包括:C0.14%、Si0.5%、Mnl.45%、P0.015%、S0.003%、V0.02%、Nb0.025%、Als0.015%、Ti0.011% 和 Ca0.0022%，余量為 Fe 和不可避免的雜質。

　　[0074]連鑄坯加熱后進行軋制，軋制工序結束后得到厚度為115mm的鋼板。再將該鋼板進行冷卻和熱處理，熱處理時間為20分鐘，熱處理后采用自然空冷方式冷卻。詳細的軋制、冷卻及熱處理的工藝參數見表1。

　　[0075]軋制、冷卻和熱處理工序對鋼板的材料的化學成分的含量影響不大，因此，生產的得到的實施例3的厚規格鋼板的材料的化學成分的質量百分含量包括:C0.14%、Si0.5%、Mnl.45%,P0.015%、S0.003%、V0.02%,Nb0.025%, Als0.015%, Ti0.011% 和 Ca0.0022%，余量為Fe和不可避免的雜質。生產得到的實施例3的厚規格鋼板的力學性能見表2。

　　[0076]如圖3所示，為本發明的實施例3的鋼板的金相組織圖。從圖中可以看出，按照本發明的配方和方法生產的鋼板晶粒較細小，組織均勻，沒有混晶、明顯的帶狀組織，這樣的鋼板的機械性能良好并且比較穩定。

　　[0077]實施例4

　　[0078]將原料按照目標成分配比，經過鐵水預處理、鐵水冶煉、LF爐精煉、RH爐真空脫氣處理和連鑄后，得到的連鑄坯的厚度為300mm。

　　[0079]連鑄坯加熱過程中，連鑄坯的出爐溫度為1240°C，加熱時間為378分鐘。連鑄坯的化學成分的質量百分含量包括:C0.17%、Si0.2%、Mnl.55%、P0.015%、S0.005%、V0.01%、Nb0.023%、Als0.028%、Ti0.015% 和 Ca0.003%，余量為 Fe 和不可避免的雜質。

　　[0080]連鑄坯加熱后進行軋制，軋制工序結束后得到厚度為110mm的鋼板。再將該鋼板進行冷卻和熱處理，熱處理時間為20分鐘，熱處理后采用自然空冷方式冷卻。詳細的軋制、冷卻及熱處理的工藝參數見表1。

　　[0081]軋制、冷卻和熱處理工序對鋼板的材料的化學成分的含量影響不大，因此，生產的得到的實施例4的厚規格鋼板的材料的化學成分的質量百分含量為:C0.17%、Si0.2%、Mnl.55%、P0.015%、S0.005%、V0.01%、Nb0.023%、Als0.028%、Ti0.015% 和 Ca0.003%,余量為Fe和不可避免的雜質。生產得到的實施例4厚規格鋼板的力學性能見表2。

　　[0082]如圖4所示，為本發明的實施例4的鋼板的金相組織圖。從圖中可以看出，按照本發明的配方和方法生產的鋼板晶粒較細小，組織均勻，沒有混晶、明顯的帶狀組織，這樣的鋼板的機械性能良好并且比較穩定。

　　[0083]實施例5[0084]將原料按照目標成分配比，經過鐵水預處理、鐵水冶煉、LF爐精煉、RH爐真空脫氣處理和連鑄后，得到的連鑄坯的厚度為300mm。

　　[0085]連鑄坯加熱過程中，連鑄坯的出爐溫度為1240°C，加熱時間為378分鐘。連鑄坯的化學成分的質量百分含量包括:C0.19%、Si0.36%、Mnl.2%、P0.008%、S0.005%、V0.025%、Nb0.01%、Als0.015%、Ti0.02% 和 Ca0.003%，余量為 Fe 和不可避免的雜質。

　　[0086]連鑄坯加熱后進行軋制，軋制工序結束后得到厚度為IlOmm的鋼板。再將該鋼板進行冷卻和熱處理，熱處理時間為20分鐘，熱處理后采用自然空冷方式冷卻。詳細的軋制、冷卻及熱處理的工藝參數見表1。

　　[0087]軋制、冷卻和熱處理工序對鋼板的材料的化學成分的含量影響不大，因此，生產的得到的實施例5的厚規格鋼板的材料的化學成分的質量百分含量為:C0.19%、Si0.36%、Mnl.2%, P0.008%、S0.005%、V0.025%、Nb0.01%、Als0.015%、Ti0.02% 和 Ca0.003%，余量為 Fe和不可避免的雜質。生產得到的實施例5厚規格鋼板的力學性能見表2。

　　[0088]如圖5所示，為本發明的實施例5的鋼板的金相組織圖。從圖中可以看出，按照本發明的配方和方法生產的鋼板晶粒較細小，組織均勻，沒有混晶、明顯的帶狀組織，這樣的鋼板的機械性能良好并且比較穩定。

　　[0089]表1本發明的各實施例的軋制、冷卻及熱處理的工藝參數

　　[0090]

　　【權利要求】

　　1.一種厚規格鋼板，其特征在于，其材料的化學成分的質量百分含量包括:C0.14~0.19%,Si0.2 ~0.5%、Mnl.2 ~1.55%,P ( 0.015%、S ( 0.005%,V0.01 ~0.025,Nb0.01 ~0.025、Als0.015 ~0.28%、Ti0.01 ~0.02%、Ca0.0015 ~0.003%，其余為鐵和雜質。

　　2.如權利要求1所述的厚規格鋼板，其特征在于，其材料的化學成分的質量百分含量包括:C0.17%、Si0.44%、Mnl.44%、P0.011%、S0.003%、V0.023%、Nb0.022%、Als0.024%、Ti0.011% 和 Ca0.0022% ；或者，C0.17%、Si0.44%、Mnl.44%、P0.011%、S0.003%、V0.023%、Nb0.022%、Als0.024%、Ti0.011% 和 Ca0.0022% ;或者，C0.14%、Si0.5%、Mnl.45%、P0.015%、S0.003%、V0.02%、Nb0.025%、Als0.015%、Ti0.011% 和 Ca0.0022% ;或者，C0.17%、Si0.2%、Mnl.55%、P0.015%、S0.005%、V0.01%、Nb0.023%、Als0.028%、Ti0.015% 和 Ca0.003% ;或者，C0.19%、Si0.36%、Mnl.2%、P0.008%、S0.005%、V0.025%、Nb0.01%、Als0.015%、Ti0.02% 和Ca0.003%。

　　3.一種厚規格鋼板的生產方法，其特征在于，包括:連鑄坯生產、連鑄坯加熱、軋制、冷卻和熱處理，生產得到的厚規格鋼板的材料的質量百分含量包括:C0.14~0.19%、Si0.2 ~0.5%、Mnl.2 ~1.55%,P ( 0.015%、S ( 0.005%,V0.01 ~0.025,Nb0.01 ~0.025、Als0.015 ~0.28%、Ti0.01 ~0.02%、Ca0.0015 ~0.003%，其余為鐵和雜質。

　　4.如權利要求3所述的厚規格鋼板的生產方法，其特征在于，所述連鑄坯生產包括:鐵水預處理、鐵水冶煉、LF爐精煉、RH爐真空脫氣處理和連鑄。

　　5.如權利要求4所述的厚規格鋼板的生產方法，其特征在于:所述連鑄坯的厚度為300mmo

　　6.如權利要求3所述的厚規格鋼板的生產方法，其特征在于:所述連鑄坯加熱的溫度為1180-1240°C，加熱時間為365~378分鐘。

　　7.如權利要求3所述的厚規格鋼板的生產方法，其特征在于:所述軋制包括第一階段軋制和第二階段軋制； 所述第一階段軋制開軋時板坯的厚度為所述連鑄坯的厚度，所述第一階段軋制的開軋溫度為1170~1230°C，所述第一階段軋制的終軋溫度> 980°C，所述第一階段軋制的軋制道次數為5~10 ; 所述第二階段軋制開軋時板坯的厚度為1.1-1.5所述生產得到的厚規格鋼板的厚度，所述第二階段軋制的開軋溫度為885~960°C，所述第二階段軋制的終軋溫度為810~880°C，所述第二階段軋制的軋制道次數為5~7。

　　8.如權利要求3所述的厚規格鋼板的生產方法，其特征在于:所述冷卻為層流冷卻，冷卻速度為5~10°C /s，終冷溫度為620~700°C。

　　9.如權利要求3所述的厚規格鋼板的生產方法，其特征在于:所述熱處理采用正火工藝，所述正火的溫度為860~920°C，并在860~920°C保溫20分鐘，所述正火后采用自然空冷方式冷卻。

　　10.如權利要求3~9任一項所述的厚規格鋼板的生產方法，其特征在于:生產得到的厚規格鋼板的材料的質量百分含量包括:C0.17%、Si0.44%、Mnl.44%、P0.011%、S0.003%、V0.023%、Nb0.022%、Als0.024%、Ti0.011% 和 Ca0.0022% ;或者，C0.17%、Si0.44%、Mnl.44%、P0.011%、S0.003%、V0.023%、Nb0.022%、Als0.024%、Ti0.011% 和 Ca0.0022% ;或者，C0.14%、Si0.5%、Mnl.45%、P0.015%、S0.003%、V0.02%、Nb0.025%、Als0.015%、Ti0.011%和 Ca0.0022% ；或者，C0.17%、Si0.2%、Mnl.55%、P0.015%、S0.005%、V0.01%、Nb0.023%、Als0.028%、Ti0 .015% 和 Ca0.003% ；或者，C0.19%、Si0.36%、Mnl.2%、P0.008%、S0.005%、V0.025%、Nb0.01%、Als0.015%、Ti0.02%和 Ca0.003%。

　　【文檔編號】C21D8/02GK103602892SQ201310499208

　　【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年10月22日 優先權日:2013年10月22日

　　【發明者】溫利軍, 董瑞峰, 王皓, 吳鵬飛 申請人:內蒙古包鋼鋼聯股份有限公司