[发明专利]一种Q345工程用钢及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工程用钢及其生产方法，具体地属于一种Q345工程用钢及其生产方法。

背景技术

常规的低合金钢一般通过添加Nb、V等合金元素来达到晶粒细化和性能强化。随着钢铁行业进入微利时代，减量化生产势在必行。开发新一代钢铁生产工艺流程，提出在其主要环节的材料加工过程中，应实现添加合金元素减量化、在不添加或少添加合金元素的条件下，生产出高性能的钢材。国内高强度钢种的生产已经开始采用减量化的轧制工艺，从Q235向Q345的升级研究已经成熟，在工厂试轧成功并生产。

为了降低生产成本，不添加低合金化学成分中的合金Nb、V，仅依靠C、Mn达到钢板性能要求。但是由于合金元素的降低，会使钢板屈服、抗拉性能降低。武钢集团鄂钢4300mm宽厚板厂借助轧机先进工艺设备，通过不添加合金V，适当调整化学成分中的C、Mn含量，优化控轧控冷工艺，生产出质量优异的低合金钢板。

经检索，专利号为CN 1643174A“低合金钢”和专利号为CN 102899556 A“一种低合金中厚板的生产方法”分别对低合金系列钢的生产技术进行了公开，但是涉及的钢板实际化学成分合金元素有Nb、V、B、Ti、Mo等，成本昂贵；湘钢对于16mm及以下Q345D钢板不仅添加合金元素Nb，而且轧制工艺仍然采用控制轧制，导致炼钢和轧钢成本双重增加。

发明内容

本发明的目的在于在保证Q345的力学性能的前提下，提供一种不添加低合金化学成分中的Nb、V等微合金元素，仅依靠C、Mn达到钢板性能要求的Q345工程用钢及其生产方法。

实现上述目的的措施：

一种Q345工程用钢，其组分及重量百分比含量为：C：0.15～0.18%，Si：0.2～0.5%，Mn：1.25～1.45%，P≤0.03%，S≤0.03%，Als：0.015～0.06%，其余为Fe及不可避免的杂质，并满足：CEV≤0.44%。

生产一种Q345工程用钢的方法，其步骤：

1）转炉冶炼并连铸成坯；

2）对连铸坯加热，控制加热温度在1150～1190℃，均热时间不低于30min，加热速率控制在8～11min/cm;

3) 进行轧制，先进行宽展，再进行纵向轧制；

当产品的厚度≤16mm时，控制其开轧温度不低于1070℃，平均道次压下率不低于15%，控制终轧温度在900～950℃；

当产品的厚度大于16mm时，粗轧进行分段轧制，控制其第一阶段开轧温度不低于1070℃，控制其第二阶段开轧温度在890～950℃，中间坯厚度按照成品板厚的2~4倍控制，控制精轧终轧温度在820～850℃；

4）进行冷却，当产品厚度≤20mm时，采用常规空冷即可；

当产品厚度大于20mm时，采用二次冷却方式冷却；冷却速度为3~8℃/S，返红温度控制在600～660℃；

5）进行矫直、精整。

本发明中各元素及主要工序的作用：

C：C用于提高钢板强度和淬火性，当C含量0.23%超过时，钢的焊接性能变坏，因此Q345工程用钢，含碳量一般不超过0.20%。

Si：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，但是如果Si含量超过0.5%，会降低钢的韧性和焊接性能，优选含量为0.2～0.5%。

Mn：是良好的脱氧剂和脱硫剂，工业用钢中一般均含有一定量的Mn。在碳素钢中加入0.70%以上Mn，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能。

P：在一般情况下，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏，因此规定钢中含P量小于0.03%，并且P含量越低越好。

S：硫在通常情况下也是有害元素，使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在实际轧制时易造成裂纹；而且钢种硫化物夹杂影响钢的各向异性，对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性，所以要求S含量小于0.03%。

Als：铝是钢中常用的脱氧剂，文献表明：当Als在0.015%～0.030%的范围时，可以有效地降低钢种氧含量，提高钢的纯净度；另外钢中加入少量的铝，可细化晶粒，提高冲击韧性。