專利名稱：一種屈服強(qiáng)度690MPa級(jí)高強(qiáng)度鋼板的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于低合金高強(qiáng)度鋼領(lǐng)域，特別涉及一種690MPa級(jí)的高強(qiáng)度鋼板的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
一般認(rèn)為，屈服強(qiáng)度大于345MPa的鋼板稱為高強(qiáng)度鋼板。隨著工程機(jī)械、煤礦機(jī)械向裝備大型化、輕量化、重載荷等方向發(fā)展，高強(qiáng)度鋼板用量呈現(xiàn)不斷增加的趨勢，強(qiáng)度級(jí)別提高也很快，傳統(tǒng)的工程機(jī)械用高強(qiáng)度鋼板主要以固溶強(qiáng)化、析出強(qiáng)化為主來提高強(qiáng)度，其中碳及合金元素含量較高，大多采用離線調(diào)質(zhì)處理，增加了鋼企的生產(chǎn)成本。目前，很多寬厚板生產(chǎn)線都裝備了超快冷系統(tǒng)(Ultra-Fast Cooling system),例如寶鋼、鞍鋼、首鋼、萊鋼等，可以實(shí)現(xiàn)鋼板的在線淬火(Direction Quench,簡稱DQ),新一代控制軋制控制 冷卻技術(shù)在鋼材生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，通過合理設(shè)計(jì)合金元素含量和控軋控冷參數(shù)實(shí)現(xiàn)相變強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化和亞晶強(qiáng)化等強(qiáng)化機(jī)制，獲得鋼材強(qiáng)度、塑性、韌性和可焊性的良好匹配。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種屈服強(qiáng)度690MPa級(jí)的高強(qiáng)度高韌性鋼板的生產(chǎn)方法。本發(fā)明的突出優(yōu)勢在于板坯經(jīng)控制軋制后采用在線淬火(DQ)+回火(T)工藝生產(chǎn)出屈服強(qiáng)度690MPa級(jí)的高強(qiáng)度高韌性鋼板，不僅降低了生產(chǎn)成本，還提高了生產(chǎn)效率。本發(fā)明的技術(shù)方案本發(fā)明一種屈服強(qiáng)度690MPa級(jí)高強(qiáng)度鋼板的化學(xué)成分按重量百分比為C :0· 04 O. 09 %、Si :0· 25 O. 50 %、Mn :I. 4 I. 7 %、P :彡 O. 020 %、S :(O. 010%,Cr ( O. 45%,Mo ( O. 20%,Nb :0. 04 O. 05%,V :0. 05 O. 07%,Ti :0. 005 O. 020%,B :0. 0005 O. 0025%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明所述的一種屈服強(qiáng)度690MPa級(jí)高強(qiáng)度鋼板的制備方法、主要工藝參數(shù)及原理分析如下I、加熱和軋制加熱溫度1180 1220°C，保溫時(shí)間為120 180min。采用兩階段控制軋制工藝，即奧氏體再結(jié)晶區(qū)軋制和奧氏體未再結(jié)晶區(qū)軋制。在奧氏體再結(jié)晶區(qū)軋制時(shí)，開軋溫度為1130 1180°C，第I 2道次壓下量應(yīng)大于10%，其次至少有I 2道次壓下率控制在20 40%，用以充分細(xì)化原始奧氏體晶粒；在奧氏體未再結(jié)晶區(qū)軋制時(shí)，開軋溫度900 950°C，累積壓下率大于60%，終軋溫度為810 840°C。2、冷卻控制軋制結(jié)束后，鋼板進(jìn)入加速冷卻裝置，按25°C /s以上的冷卻速度冷卻至3000C以下，實(shí)現(xiàn)在線直接淬火。3、回火熱處理
根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定鋼板的最佳回火溫度為500 600 V,保溫時(shí)間為20min+tX2. 5min/mm,其中t為鋼板厚度,單位為nn。本發(fā)明的有益效果為I、通過低碳微合金化設(shè)計(jì)，降低Mo和Ni等貴重元素含量，降低了合金成本；摒棄了傳統(tǒng)的離線調(diào)質(zhì)工藝轉(zhuǎn)而采用在線淬火+回火工藝，降低了工序成本，提高了生產(chǎn)效率。2、通過合理的化學(xué)成分設(shè)計(jì)，并采取上述工藝可以得到一種屈服強(qiáng)度690MPa以上，抗拉強(qiáng)度770MPa以上，延伸率14%以上，且具有良好低溫沖擊韌性和焊接性能的鋼板。
圖I為本發(fā)明實(shí)施例I鋼板的金相組織圖。
具體實(shí)施方式
以下用實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更詳細(xì)的描述。這些實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明最佳實(shí)施方式的描述，并不對(duì)本發(fā)明的范圍有任何限制。實(shí)施例I按表I所示的化學(xué)成分冶煉，并澆鑄成鋼錠，將鋼錠加熱至1220°C，保溫150分鐘，在實(shí)驗(yàn)軋機(jī)上進(jìn)行第一階段軋制，即奧氏體再結(jié)晶區(qū)軋制，開軋溫度為1170°C，第I 2道次壓下量應(yīng)大于10%，其次至少有I 2道次壓下率控制在20 40%，當(dāng)軋件厚度為60mm時(shí)，在輥道上待溫至900°C，隨后進(jìn)行第二階段軋制，即奧氏體未再結(jié)晶區(qū)軋制。奧氏體未再結(jié)晶區(qū)軋制目的是為了保證其在未再結(jié)晶區(qū)有足夠的變形量，在變形的奧氏體內(nèi)有更高密度的位錯(cuò)累計(jì)，為鐵素體相變提供更有利的形核條件。較大的變形也有利于Nb的碳氮化合物的析出，由于變形誘導(dǎo)析出的作用，較大的道次變形率將有利于析出物的形成并且使其更加細(xì)小和彌散，同時(shí)，細(xì)小和彌散的析出物及其釘扎作用為鐵素體提供高密度的形核地點(diǎn)并且阻止其長大和粗化，這對(duì)于鋼的強(qiáng)度與韌性都起到有利的作用。將終軋溫度控制在未再結(jié)晶區(qū)的低溫段，同時(shí)該溫度區(qū)接近相變點(diǎn)Aiv終軋溫度為840°C，成品鋼板厚度為20mm。軋制結(jié)束后，鋼板進(jìn)入加速冷卻(ACC)裝置，以25°C /s的速度冷卻至270°C，出水后冷床冷卻。之后對(duì)鋼板進(jìn)行回火熱處理，回火溫度500°C,保溫時(shí)間為20min+tX2. 5min/mm,其中t為鋼板厚度,單位為mm。由于鋼板在軋制過程中積累了密度很高的位錯(cuò)和極高的應(yīng)變能，高密度的位錯(cuò)將與Nb的析出物Nb(CN)粒子相互作用，在軋制完成至加速冷卻的空冷(馳豫)過程中，這種相互作用促使在奧氏體晶粒內(nèi)部形成大量細(xì)小的多邊形位錯(cuò)胞結(jié)構(gòu)，Nb原子在位錯(cuò)墻上的偏聚以及大量微細(xì)Nb (CN)在位錯(cuò)胞壁上的析出，穩(wěn)定了這種具有一定取向差的多邊形胞狀結(jié)構(gòu)。同時(shí)，一個(gè)道次的較大變形具有誘導(dǎo)鐵素體相變的作用，在這種誘導(dǎo)作用下，Ar3A有所提高，即出現(xiàn)所謂“應(yīng)變誘導(dǎo)相變”現(xiàn)象，在未再結(jié)晶溫度區(qū)較大的變形量，將有利于針狀鐵素體的晶內(nèi)形核，同時(shí)會(huì)使貝氏體基體上的馬氏體島分布更加均勻彌散，最終得到板條狀貝氏體和馬氏體的整合組織。實(shí)施例2實(shí)施方式同實(shí)施例1，其中加熱溫度為1200°C，保溫150分鐘，第一階段軋制的開軋溫度為1160°C，軋件厚度為54mm，第二階段軋制的開軋溫度為910°C，終軋溫度為830°C，成品鋼板厚度為18mm ;鋼板冷卻速度為25Γ /s，終冷溫度為28(TC。之后對(duì)鋼板進(jìn)行回火熱處理，回火溫度55(TC，保溫時(shí)間為20min+tX2. 5min/mm，其中t為鋼板厚度，單位為mm。實(shí)施例3實(shí)施方式同實(shí)施例1，其中加熱溫度為1200°C，保溫150分鐘；第一階段乳制的開乳溫度為1150°C，乳件厚度為48mm ;第二階段乳制的開乳溫度為910°C，終乳溫度為84(TC，成品鋼板厚度為16mm ;鋼板冷卻速度為27Γ /s，終冷溫度為30(TC。之后對(duì)鋼板進(jìn)行回火熱處理，回火溫度60(TC，保溫時(shí)間為20min+t X 2. 5min/mm，其中t為鋼板厚度，單位為mm。表I本發(fā)明實(shí)施例I 3的化學(xué)成分(wt % )
權(quán)利要求
1.一種屈服強(qiáng)度690MPa級(jí)高強(qiáng)度鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述鋼板的化學(xué)成分按重量百分比為 C 0. 04 O. 09%,Si 0. 25 O. 50%,Mn 1. 4 I. 7%,P :彡 O. 020%,S (O. 010%,Cr ( O. 45%,Mo ( O. 20%,Nb :0. 04 O. 05%,V :0. 05 O. 07%,Ti :0. 005 O.020%,B :0. 0005 O. 0025%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
2.一種如權(quán)利要求I所述的屈服強(qiáng)度690MPa高強(qiáng)度鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于 按照權(quán)利要求I所述的的化學(xué)成分冶煉，并澆鑄成鋼錠，將鋼錠制造成所述鋼板的方法如下 1)、加熱和軋制 (a)、在加熱過程中，加熱溫度為1180 1220°C，保溫時(shí)間為120 180min； (b)、軋制軋制分為第一階段和第二階段軋制 第一階段在奧氏體再結(jié)晶區(qū)軋制，軋制過程中，開軋溫度為1130 1180°C，第I 2道次壓下量應(yīng)大于10%，其余至少有I 2道次壓下率控制在20 40% ; 第二階段在奧氏體未再結(jié)晶區(qū)軋制，開軋溫度900 950°C，軋制過程中，累積壓下率大于60%，終軋溫度為810 840°C ； 2)、冷卻 在冷卻過程中，鋼板進(jìn)入加速冷卻裝置，以20 25V /s的速度冷卻至300°C以下，實(shí)現(xiàn)在線淬火，出水后空冷； 3)、回火熱處理 鋼板回火溫度控制在500 600°C，保溫時(shí)間為20min+tX2. 5min/mm，其中t為鋼板厚度，單位為mm。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種屈服強(qiáng)度690MPa級(jí)高強(qiáng)度鋼板的生產(chǎn)方法，所述鋼板的化學(xué)成分按重量百分比為C0.04～0.09％、Si0.25～0.50％、Mn1.4～1.7％、P≤0.020％、S≤0.010％、Cr≤0.45％、Mo≤0.20％、Nb0.04～0.05％、V0.05～0.07％、Ti0.005～0.020％、B0.0005～0.0025％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。采用低碳微合金化設(shè)計(jì)，控制軋制后通過在線淬火(DQ)+回火工藝(T)，獲得了回火馬氏體+回火貝氏體的整合組織，從而獲得了強(qiáng)度、塑性和韌性的良好匹配，同時(shí)降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)C22C38/38GK102851604SQ201210365900
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月22日
發(fā)明者楊雄, 路璐, 高志國, 劉莉, 王海明, 張輝, 康利明 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司