[发明专利]一种高强度低合金铌钒结构钢及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金领域，涉及一种低合金高强度钢板及其制备方法，尤其是一种101.6mm厚A572Gr50高强度低合金铌钒结构用钢及其制备方法，

背景技术

特厚钢板在一些特殊场合，如电站、化工、水利、军舰、贮罐、高层建筑等，有很大的市场需求，我国特厚钢板的生产不能满足市场的需求，每年仍需从国外进口，特别是一些高性能的特厚钢，具有很高的附加价值。

特厚板应用于超高层、大跨度钢结构建筑，安全性要求越来越高，这就要求＞100mm厚高强度低合金铌钒结构钢A572Gr50必须具有：①较高的强度和韧性，满足板厚1/4处4℃纵向冲击功≥27J；②良好的Z向抗层状撕裂性能；③良好的焊接性能；④高纯净度，低S、P、夹杂物和气体含量。

在生产厚度规格＞100mm，屈服强度345MPa以上的A572Gr50钢板，国内钢厂受到连铸坯料尺寸、形变均匀性、压缩比、轧钢节奏等条件限制，钢板的强度、韧性性能不稳定，合格率低，或者干脆不能达标，内部质量更是难以满足。主要特厚板生产企业一般采用钢锭为原料生产特厚钢板，成材率低，生产环境恶劣，生产周期较慢。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种高强度低合金铌钒结构用钢及其制备方法，该产品利用320mm坯料生产，在保证大厚度的前提下强度达到345MPa以上，生产周期短，生产节奏快，具有重大的经济意义。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种高强度低合金铌钒结构钢，其特征在于：该结构钢的化学成分重量百分比为C：0.12～0.20％，Si：0.15～0.35％，Mn：1.10～1.60％，P：≤0.020％，S：≤0.003％，Nb：0.020～0.050％，V：0.040～0.060％，Alt：0.020～0.040％，Ceq：0.41～0.45％，其余为Fe及不可避免的杂质。

本发明中，高强度低合金铌钒结构钢是一种101.6mm厚A572Gr50高强度低合金铌钒结构钢。该结构钢由厚度为320mm的连铸板坯轧制成厚度为101.6mm的钢板，压缩仅比为3.15:1。

本发明较为优选的是按重量百分比包括以下组分：C:0.16％,Si：0.20％，Mn：1.55％，P：≤0.013％，S：≤0.002％，Nb：0.03％，V：0.05％，Alt：0.030％，其余为Fe及不可避免的杂质。

一种高强度低合金铌钒结构钢的制备方法，其特征在于，该方法包括以下工序：铁水脱硫预处理→转炉冶炼→LF精炼→RH精炼→连铸→铸坯加热→除鳞→轧制→冷却→成品入库；具体要求如下：

铁水脱硫预处理后硫含量控制在S≤0.005％，转炉控制P含量≤0.013％，LF精炼进行脱硫脱氧及合金成分调整，RH精炼时抽真空处理在高真空度≤5.0mbar条件下保持时间≥20分钟，连铸控制中包温度在液相线+8～22℃，连铸坯堆垛缓冷72小时以上；

轧制工艺：采用控轧控冷技术，连铸坯加热温度为1150℃～1250℃，采用奥氏体再结晶区和未再结晶区两阶段轧制，粗轧采用道次大压下量破碎奥氏体晶粒，道次压下量≥40mm，粗轧终轧温度控制在900～1050℃，精轧开轧温度为≤870℃；轧后控制冷却，返红温度为600～700℃，随后空冷。

化学成分是影响连铸坯内部质量与特厚板性能的关键因素之一，本发明为了使所述钢获得优异的综合性能，对所述钢的化学成分进行了限制，原因在于：

C：碳是影响高强度钢力学性能的主要元素之一，通过间隙固溶提高钢的强度，含量过高时，韧性和可焊性将变差，本发明碳含量控制在0.12～0.20％。

Si：硅是炼钢必要的脱氧元素，具有一定的固溶强化作用；硅含量过高，不利于钢板表面质量及韧性，本发明硅含量控制在0.15～0.35％。

Mn：锰具有细化组织、提高强度及低温韧性的作用，而且成本低廉。锰含量过高时，易造成连铸坯偏析。本发明锰含量控制在1.10～1.60％。

P：磷是有害的杂质元素，磷具有很强的固溶强化作用，它使钢的强度、硬度显著提高，但剧烈地降低钢的韧性，尤其是低温韧性，称为冷脆，本发明磷含量控制在≤0.02％。

S：硫是钢中的有害元素，硫与铁生成FeS在晶界处偏析，热加工时融化，导致钢的开裂，称为热脆，本发明硫含量控制在≤0.003％。