[发明专利]低合金高强度钢板及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料领域，具体地说，涉及一种低合金高强度钢板及其生产方法。

背景技术

低合金高强度钢板，特别是Q345D、Q345E钢板，在国民经济各领域生产中广泛应用，如现在国家正在大力发展的清洁能源风电，其设备就大量使用了Q345D、Q345E钢板。Q345D、Q345E钢板是风力发电装备中支撑叶片转动的塔杆的主要材料。要求Q345D钢板的-20℃冲击功≥34J，Q345E钢板的-40℃冲击功≥34J。北方的冬天寒冷，气温常常在零下20℃以下，因此北方所用的风电塔杆材料一般都是Q345E钢板，以保证材料能满足低温环境的使用要求。

Q345系列钢板的常温及低温组织为铁素体和珠光体，为体心立方结构，当温度降低到一定的时候，材料就由韧性变为脆性。材料由韧性转变为脆性时的温度称为韧脆转变点。脆转变温度越低，材料的韧性就越好。Q345E钢板要求材料在-40℃的环境温度下仍有良好韧性，即要求其韧脆转变点低于-40℃。由于要求Q345E的韧脆转变点低于-40℃，是低合金高强度结构钢中的级别较高的钢级，材料的制造难度比较大，目前为保证Q345E钢板的韧性一般有两种方法，一是降低钢中的碳含量，钢中的碳含量越低，钢板的韧性越好，但是碳含量降低会带来强度的损失，使钢板的强度不容易满足要求；二是添加Nb、V、Ti等微量合金元素来细化晶粒，从而提高钢板的韧性，钢板的晶粒越细小，其韧性越好，但由于Nb、V、Ti等合金价格昂贵，即使少量添加，成本也会大幅上升。

现有技术通过淬火和回火的热处理方式来提高Q345低合金结构钢板冲击性能。由于采用淬火和回火的热处理方式来提高钢板的性能，使钢板的制造工艺复杂，管理难度加大，制造周期延长，同时采用热处理工艺会使钢板的制造成本大幅提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种低合金高强度钢板，钢板表面质量良好、韧性优良。

本发明的技术方案如下：

一种低合金高强度钢板，其材料的化学成分的质量百分含量包括：C0.15～0.19%、Si0.2～0.4%、Mn1.3～1.55%、P≤0.02%、S≤0.012%、酸溶铝Als0.015～0.03%、Ca0.001～0.0025%，其余为铁和杂质。

进一步，所述低合金高强度钢板的材料的化学成分的质量百分含量包括：C0.17%、Si0.32%、Mn1.45%、P0.009%、S0.005%、Als0.024%、Ca0.0018%；或者，C0.16%、Si0.28%、Mn1.47%、P0.009%、S0.006%、Als0.023%、Ca0.001%；或者，C0.15%、Si0.2%、Mn1.38%、P0.02%、S0.008%、Als0.023%、Ca0.0025%；或者，C0.19%、Si0.38%、Mn1.55%、P0.012%、S0.012%、Als0.015%、Ca0.0021%；或者，C0.18%、Si0.4%、Mn1.3%、P0.009%、S0.007%、Als0.03%、Ca0.0018%。

本发明所要解决的另一技术问题是提供一种低合金高强度钢板的生产方法，生产工艺简单、生产周期短，生产成本低。

本发明的另一技术方案如下：

一种低合金高强度钢板的生产方法，包括：连铸坯加热、板坯轧制和冷却，生产得到的低合金高强度钢板的材料的质量百分含量包括：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%，其余为铁和杂质。

进一步：所述连铸坯加热的出炉温度为1170-1210℃，加热时间为250～440分钟。

进一步：所述板坯轧制包括第一阶段轧制和第二阶段轧制。

进一步：所述第一阶段轧制开轧时板坯的厚度为所述连铸坯的厚度，所述第一阶段轧制的开轧温度为1160～1195℃，所述第一阶段轧制的终轧温度≥980℃，所述第一阶段轧制的轧制道次数为5～10。

进一步：所述第二阶段轧制开轧时板坯的厚度为2-3.5倍所述生产得到的低合金高强度钢板的厚度，所述第二阶段轧制的开轧温度为870～940℃，所述第二阶段轧制的终轧温度为820～840℃，所述第二阶段轧制的轧制道次数为5～7。

进一步：所述冷却为层流冷却，冷却速度为10～20℃/s，终冷温度为640～700℃。