Tmcp型大厚度高強(qiáng)韌性鋼板及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)韌性鋼板及其生產(chǎn)方法，尤其是一種TMCP型大厚度高強(qiáng)韌 性鋼板及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國(guó)內(nèi)中厚板裝備水平的快速升級(jí)，在保證鋼板力學(xué)性能的前提下，不斷降低 成本，優(yōu)化工藝，提高生產(chǎn)效率，同時(shí)，TMCP乳制技術(shù)得到了更廣泛的應(yīng)用，大量的TMCP中 厚板產(chǎn)品和生產(chǎn)工藝被開發(fā)和應(yīng)用，來滿足市場(chǎng)上對(duì)TMCP型大厚度低合金鋼板的日益增 大的需求，目前國(guó)內(nèi)外許多鋼廠已成功開發(fā)TMCP (或TMCP+回火）為主要交貨狀態(tài)的低合 金高強(qiáng)鋼產(chǎn)品，成功替代調(diào)質(zhì)、正火等熱處理工藝，大大降低了生產(chǎn)成本。
[0003][0004][0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種低成本的TMCP型大厚度高強(qiáng)韌性鋼板；本 發(fā)明還提供了一種工藝簡(jiǎn)單的TMCP型大厚度高強(qiáng)韌性鋼板的生產(chǎn)方法。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明由下述重量百分含量的成分組成：C 0.06%~ 0· 08%，Si 0· 20% ~0· 40%，Mn L 40% ~L 50%，P 彡 0· 015%，S 彡 0· 005%，Nb 0· 020% ~ 0. 030%，Alt 0. 030%~0. 050%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)，焊接裂紋敏感性指數(shù) Pcm < 0. 20%。
[0008] 本發(fā)明所述鋼板的最大厚度為110mm。
[0009] 本發(fā)明在低碳的基礎(chǔ)上，單加適量微合金元素 Nb，不受其它微合金元素影響，其它 微合金元素不額外加入，少量存在則認(rèn)為是殘余。主要考慮是加入Nb元素是現(xiàn)代控制乳制 工藝的需要，該元素可在鋼中與C、N結(jié)合成碳化物、氮化物及碳氮化合物，這些化合物具有 高溫時(shí)溶解，低溫時(shí)析出的特點(diǎn)，因此可以在鋼坯加熱時(shí)阻礙原奧氏體晶粒長(zhǎng)大，在乳制過 程中抑制再結(jié)晶及再結(jié)晶后的晶粒長(zhǎng)大，在低溫時(shí)起到析出強(qiáng)化作用。
[0010] 本發(fā)明方法包括冶煉、連鑄、加熱、TMCP乳制和冷卻過程；所述連鑄過程所得連鑄 坯由下述重量百分含量的成分組成如上所述； 所述TMCP乳制過程：采用II階段乳制；I階段乳制溫度為1000°C~1150°C ;II階段 的開乳溫度為840 °C~860 °C，終乳溫度為800 °C~820 °C。
[0011] 本發(fā)明方法所述TMCP乳制過程：I階段中，單道次壓下率多20%，累計(jì)壓下率為 70%~80%，晾鋼厚度為I. 5T~2. 5T，T為成品的毫米厚度（即II階段乳制后的鋼板厚度)； II階段中，單道次壓下率多10% ;兩個(gè)階段的乳制總道次控制在10~16道次。
[0012] 本發(fā)明方法所述加熱過程：加熱溫度為1220°C~1240°C，加熱系數(shù)9~Ilmin/ cm，均熱段在爐時(shí)間^ 50min。
[0013] 本發(fā)明方法所述冷卻過程：采用ACC冷卻，冷卻速度為4°C /s~8°C /s，上下水比 控制在1:1. 1~1:1. 80,鋼板返紅溫度500°C~550°C。
[0014] 本發(fā)明方法所述連鑄過程：以10°C~25°C的過熱度、0. 8~1.0 m/min連鑄拉速制 得連鑄坯。所述連鑄坯規(guī)格為300mm*2400mm。
[0015] 本發(fā)明方法的原理為：（1)本發(fā)明利用Nb可以顯著提高奧氏體再結(jié)晶溫度，在此 溫度區(qū)間進(jìn)行大的單道次變形，伴隨Nb的碳氮化物的形變誘導(dǎo)析出，阻礙奧氏體回復(fù)和再 結(jié)晶，從而有效細(xì)化奧氏體晶粒。在非再結(jié)晶區(qū)進(jìn)行多道次累積變形，并在Ar3左右終乳后 進(jìn)行強(qiáng)冷，乳后弛豫析出和控冷等措施起到固溶強(qiáng)化、位錯(cuò)強(qiáng)化、沉淀強(qiáng)化、細(xì)化晶粒等作 用，大大提高了材料的強(qiáng)度和韌性。
[0016] (2)進(jìn)一步的，對(duì)于含鈮的微合金鋼，考慮到微合金元素 Nb的固溶問題，使鈮的析 出相充分回溶，確定鋼坯加熱溫度控制在1220°C~1240°C范圍內(nèi)，加熱系數(shù)9~llmin/cm。
[0017] 采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：（1)本發(fā)明成分簡(jiǎn)單，僅添加適量的 微合金元素 Nb，不加入V、Ti、Ni等多種貴重元素；生產(chǎn)成本相對(duì)低廉，增加了規(guī)模生產(chǎn)的可 能性。（2)本發(fā)明是以貝氏體、鐵素體、珠光體、馬氏體為主的混合組織，具有良好的綜合力 學(xué)性能。（3)具有更好的成分與強(qiáng)韌性的匹配，確保鋼板具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，特別是 在_40°C的低溫下板厚1/2的沖擊性能較好，可廣泛應(yīng)用于制造耐低溫極寒氣候下的建筑 及工程用鋼。
[0018] 本發(fā)明方法以低C為基礎(chǔ)，單加微合金元素 Nb，通過TMCP乳制工藝生產(chǎn)出最大厚 度達(dá)IlOmm且保板厚1/2低溫性能的高強(qiáng)韌的鋼板；降低了鋼板成分成本，簡(jiǎn)化了乳制工 藝；所得鋼板的力學(xué)性能不僅屈服強(qiáng)度彡400MPa，抗拉強(qiáng)度彡520MPa，屈強(qiáng)比彡0. 85,延伸 率彡20%，并且在-40°C沖擊溫度下鋼板厚度1/4和1/2的沖擊功多在150J以上。因此，本 發(fā)明方法具有生產(chǎn)成本低、工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)品性能優(yōu)良、產(chǎn)品綜合力學(xué)性能穩(wěn)定的特點(diǎn)。
[0019] 本發(fā)明方法采用常規(guī)的冷卻速度（4~8°C /S)，在乳制控冷過程中對(duì)乳機(jī)參數(shù)的 調(diào)節(jié)要求不高，更不需要利用乳機(jī)的極限能力來達(dá)到超快速冷卻，工藝制度寬松，這在實(shí)際 批量生產(chǎn)中更易操作及實(shí)現(xiàn)。
【附圖說明】
[0020] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0021] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中50mm鋼板板厚1/4 (500X)的顯微組織； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中50mm鋼板板厚1/2 (500X)的顯微組織； 圖3為本發(fā)明實(shí)施例3中70mm鋼板板厚1/4 (500X)的顯微組織； 圖4為本發(fā)明實(shí)施例3中70mm鋼板板厚1/2 (500X)的顯微組織； 圖5為本發(fā)明實(shí)施例4中80mm鋼板板厚1/4 (500X)的顯微組織； 圖6為本發(fā)明實(shí)施例4中80mm鋼板板厚1/2 (500X)的顯微組織； 圖7為本發(fā)明實(shí)施例6中IlOmm鋼板板厚1/4 (500X)的顯微組織； 圖8為本發(fā)明實(shí)施例6中IlOmm鋼板板厚1/2 (500X)的顯微組織。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 本TMCP型大厚度高強(qiáng)韌性鋼板采用下述成分配比和生產(chǎn)方法：化學(xué)成分配比見 表1，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0023] 表1 :各實(shí)施例的化學(xué)成分（wt%)
本TMCP型大厚度高強(qiáng)韌性鋼板的生產(chǎn)方法包括：冶煉、連鑄、加熱、TMCP乳制和冷卻過 程；所述冶煉過程中，精煉全程吹氬，真空前加入Fe-Ca線250m以上。各實(shí)施例具體的生產(chǎn) 工藝如下所述。
[0024] 實(shí)施例1 :將經(jīng)過冶煉后的鋼水，以10°C的過熱度、0. 9m/min連鑄拉速制得規(guī)格為 300mm*2400mm的連鑄坯；冷卻后的連鑄坯進(jìn)行加熱，加熱溫度為1230°C，加熱系數(shù)IOmin/ cm，均熱段加熱時(shí)間(在爐時(shí)間）56min。采用II階段乳制，I階段(完全再結(jié)晶區(qū)）乳制溫 度為1000°C~1050°C，單道次壓下率多20%，累計(jì)壓下率80%，中間待溫厚度（晾鋼厚度） 120mm ;11階段(非再結(jié)晶區(qū)）開乳溫度845°C~855°C，終乳溫度800°C~820°C，單道次壓 下率彡10%，乳制總道次控制在16道次。乳后采用ACC冷卻，冷卻速度為6°C /s，上下水比 控制在1:1. 50,鋼板返紅溫度520°C~540°C ;冷卻后即可得到厚度規(guī)格為50_的TMCP型 尚強(qiáng)初性鋼板。
[0025] 實(shí)施例2 :將經(jīng)過冶煉后的鋼水，以18°C的過熱度、0. 9m/min連鑄拉速制得規(guī)格為 300mm*2400mm的連鑄坯；冷卻后的連鑄坯進(jìn)行加熱，加熱溫度為1240°C，加熱系數(shù)IOmin/ cm，均熱段加熱時(shí)間（在爐時(shí)間）50min。采用II階段乳制，I階段乳制溫度為1050°C~ 1KKTC，單道次壓下率多20%，累計(jì)壓下率74%，中間待溫厚度150mm ;11階段(非再結(jié)晶區(qū)） 開乳溫度845°C~855°C，終乳溫度800°C~810°C，單道次壓下率彡10%，乳制總道次控制 在13道次。乳后采用ACC冷卻，冷卻速度為5°C /s，上下水比控制在1:1. 10,鋼板返紅溫度 520°C~540°C ;冷卻后即可得到厚度規(guī)格為60_的TMCP型高強(qiáng)韌性鋼板。
[0026] 實(shí)施