一種高強韌性高溫熱軋鋼板及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及鋼鐵產品技術領域，特別設及一種高強初性高溫熱社鋼板及其制備方 法。
【背景技術】
[0002] 控制社制和控制冷卻技術是提高熱社鋼材綜合力學性能的重要手段。傳統的控制 社制工藝包括奧氏體再結晶區和未再結晶區兩階段社制。首先通過再結晶區社制變形使得 加熱過程中粗化的奧氏體晶粒反復再結晶而尺寸細化，然后待溫進入奧氏體未再結晶區， 經過足夠的變形累積，奧氏體有效晶粒尺寸顯著細化并保持了加工硬化狀態。因此在隨后 的控制冷卻過程中能夠獲得細化的相變組織，提高鋼材性能。為了實現充分的未再結晶區 社制變形，一般需要進行師微合金化W提高奧氏體未再結晶溫度，并且需要在鋼板某一中 間厚度進行待溫，在相對較低的溫度下完成大壓下量社制變形。采用運種工藝的缺陷是降 低了生產效率并加重了社機負荷及相關部件的損耗，并且提高了鋼板的合金成本。因此，不 采用傳統控制社制而采用高溫奧氏體社制但同時又能獲得細化的相變組織是鋼鐵技術領 域的重要研究方向之一。
[0003][0004][000引公開號為CN102409230A的發明專利公開了一種大線能量焊接熱影響區初性優良 的鋼板及其制造方法，其特點在于冶煉過程采用Ti-Mg復合脫氧，社制工藝采用再結晶區和 未再結晶區兩階段控制社制，含鐵的氧化物促進了焊接熱影響區組織細化。公開號為 CN102242309A的發明專利公開了一種大熱輸入焊接用含棚石油儲罐鋼板的生產方法，其特 點在于在冶煉過程添加 Ti和B對鋼中的夾雜物類型、尺寸及數量進行控制，并采用控社控冷 及調質熱處理工藝生產，運種夾雜物促進了焊接熱影響區中晶內針狀鐵素體形成。公開號 為CN102330020A的發明專利公開了一種屈服強度為345-390M化高初性鋼板的制造方法，其 特點在于采用娃儘預脫氧，采用Ti鐵合金終脫氧，鋼中形成W氧化鐵為核屯、的夾雜物，促使 晶內針狀鐵素體形核，提高鋼板初性及焊接性能，鋼板中添加師元素并采用奧氏體兩階段 控制社制W及正火加快冷工藝。
[0006] 從現有的公開技術來看，采用高溫奧氏體社制并獲得細晶組織的工藝途徑主要有 兩種。一種工藝途徑是再結晶區社制和超快速冷卻相結合，將高溫變形之后的奧氏體立即 W大冷速冷卻到相變區間，奧氏體晶粒來不及粗化，所W能夠得到細化的相變組織。但是運 種工藝仍然需要對奧氏體終社溫度進行控制，并且要求具有較高的快速冷卻能力，所W對 生產設備的技術要求較高。另一種工藝途徑是通過特殊的成分設計使鋼中存在均勻分布的 微細第二相質點并能夠促進晶內鐵素體的相變形核，所W即使在較粗大的奧氏體晶粒尺寸 下也可W得到細化的相變組織。運種工藝通常采用饑氮微合金化，通過社制和冷卻過程V (CN)的析出來促進晶內鐵素體形成，所W需要加入較高的V和N元素。另外，采用Ti或與其他 元素復合脫氧形成的微細夾雜物均勻分布在鋼中也具有促進晶內鐵素體形成的能力，但是 現有的技術通常利用運種夾雜物來改善焊接熱影響區的組織，而無法直接細化熱社鋼板的 基體組織，仍然需要采用傳統控社控冷和熱處理工藝提高鋼板的性能。
【發明內容】
[0007] 本發明的目的是針對現有技術中的問題，提供一種高強初性高溫熱社鋼板及其制 備方法。
[0008] 本發明采取如下技術方案：
[0009] 1.-種高強初性高溫熱社鋼板，其特征在于，所述鋼板化學成分按重量百分比包 括：C 0.04-0.15%，Si 0.05-0.35%，Mn 0.5-2.5%，Ti 0.005-0.025%，Cr<1.0%，Mo< 0.5%,Ni < 1.0%, Cu< 0.5%,B< 0.003%,P< 0.02%, S< 0.01%,N <0.00?%,0 0.001-0.006%，41、21"、]\%、化、稀±元素的總含量^0.03%，余量為化及不可避免的雜質元素。
[0010] 2. -種如權利要求1所述高強初性高溫熱社鋼板的制備方法，其特征在于，所述方 法包括W下步驟：
[0011] (1)在冶煉誘鑄工序中，按上述成分要求調整鋼液中各元素含量，并誘鑄成連鑄巧 或鑄錠，其中在鋼液脫氧環節，采用Ti進行脫氧；
[0012] (2)在社前加熱工序中，將按上述成分要求冶煉的鋼巧或鋼錠加熱至1150-1260 °C，保溫30-240分鐘；
[0013] (3)在熱社工序中，在鋼的奧氏體動態再結晶區或完全靜態再結晶區進行一階段 高溫連續社制至成品厚度；
[0014] (4)在社后冷卻工序中，對鋼板進行誘水加速冷卻，水冷的冷卻速度要求含5°C/s， 終冷溫度為550-650°C，隨后鋼板空冷至室溫。
[0015] 3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，在所述步驟（1)中，鋼液脫氧環節 在采用Ti進行脫氧之前還采用娃儘進行預脫氧。
[0016] 4.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，在所述步驟（1)中還采用Al、Zr、 1邑、化、稀±中的一種或多種元素與Ti配合進行復合脫氧。
[0017] 5.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，在所述步驟(3)中，熱社開社溫度 最高為巧料的加熱溫度，開社溫度最低需滿足保證終社溫度處于奧氏體完全再結晶區，該 條件下熱社終社溫度^ l〇〇〇°C。
[0018] 6.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，在所述步驟(4)中，鋼板終社之后 立即開始水冷或先進行待溫后再進行水冷，待溫的最低溫度為750-850°C。
[0019] 本發明中采用脫氧過程中形成的富含氧化鐵的微細夾雜物，均勻分散在鋼板基體 中并在社后冷卻過程中促進晶內鐵素體相變形核，從而細化鋼板的顯微組織。本發明鋼板 的組織類型為細化的針狀鐵素體型組織，其中針狀鐵素體的體積分數含50%，其余主要組 織為貝氏體和多邊形鐵素體，次要組織為珠光體和馬奧(M/A)組元，顯微組織的平均晶粒尺 寸<10μπι。因為針狀鐵素體是一種類似于貝氏體相變的切變型轉變組織，內部具有一定密 度的位錯亞結構，因此具有較高的強度。同時，由于晶粒尺寸細小，并且針狀鐵素體板條呈 交錯排列，顯著阻礙沖擊裂紋擴展，因此具有優良的沖擊初性。
[0020] 本發明中的鋼板制備方法克服了傳統控制社制的缺陷，解決了現有的高溫熱社鋼 板工藝存在的問題與不足。本發明將常規條件下對鋼板性能有害的脫氧夾雜物有益化，利 用微細氧化鐵粒子來細化高溫熱社鋼板的組織。采用高溫連續社制，加快了生產節奏，降低 社機負荷，節約了 Nb合金化成本。冷卻工藝要求靈活，能適應不同的生產條件。因此，本發明 所述鋼板的制備方法工藝靈活，操作簡單，節約成本，提高了生產效率，并獲得細化組織和 高強初性能。
【附圖說明】
[0021] 圖1為實施例1的顯微組織金相照片。
【具體實施方式】
[0022] 本發明的一種高強初性高溫熱社鋼板的化學成分按重量百分比包括：(：0.04- 0.15%，Si 0.05-0.35%，Mn 0.5-2.5%，Ti 0.005-0.025%，Cr<1.0%，Mo<0.5%，Ni< 1.0%，Cu<0.5%，B< 0.003%，P