[发明专利]一种通过调控Al元素提高强韧性的钢板及其制造方法

说明书

本发明公开了一种通过调控Al元素提高强韧性钢板及其制造方法，该钢板通过铝元素来改善钢材的强韧性，通过调控铝元素的含量可显著细化晶粒和调控组织类型，不会对钢的其他性能带来不利的影响，相比现有通用的合金强化方式，其成本低廉，稳定性好，可以替代昂贵合金，降低成本。该方法通过在生产过程中微量调控钢水中铝元素的含量，有效避免了铝元素形成大量的三氧化二铝夹杂对生产造成影响，使得生产过程平稳，连铸顺行。同时采用铝元素替代昂贵的合金元素，降低成本的同时显著提高钢的力学性能，具有经济性好，性能改善效果明显、操作简单等特点。

技术领域

本发明涉及一种通过调控Al元素提高强韧性的钢板及其制造方法。

背景技术

为了提高钢材的性能，需要在炼钢的时候加入一定量一种或多种的金属或非金属元素，以改善钢的强度及韧性等各种性能。组成合金的化学元素多数是金属元素，如铌、钒、钛、铜、铝、锰、铬、钼、镍及稀有金属等，少数是非金属元素，如碳、硅等。

传统的成分设计思路里面，碳硅锰作为钢中最基本的元素，含量增加会提高钢的强度，但含量超过某一范围，或多或少都会对钢的韧性或者是焊接性能带来不利的影响。铌、钒、镍对强度或者韧性有较好的改善作用，但是其价格昂贵，添加造成钢的成本显著上升。

铝元素作为炼钢常用的脱氧剂，其价格低廉。通常认为其在钢中的含量如果过高，会产生大量的三氧化二铝夹杂，在连铸时聚集成簇团状，造成连铸水口的堵塞，不利于工业化生产。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种通过调控Al元素提高强韧性的钢板，该钢板通过精确微量调节铝含量，把钢中铝含量控制在一个合理的范围内，即通过提高铝含量改善了钢的强韧性，又不会因为铝含量过高而影响钢板的制造。

本发明的另一目的是提供一种采用上述钢板的制造方法，该方法能够实现生产过程的稳定顺行。

技术方案：本发明所述的一种通过调控Al元素提高强韧性的钢板，化学成分的质量百分比为C：0.10～0.20％；Si：0.15％～0.35％；Mn：1.10％～1.70％；P≤0.02％；S≤0.003％；Alt：0.05％～0.10％；Ti：0.01％～0.03％；Ca：0.0005％～0.004％，余量为Fe和杂质；且该钢板的Ceq为0.35％～0.45％。

为了获得具有更好强韧性能的钢板，同时提升生产的顺行度，该钢板进一步限定的化学成分的质量百分比为C：0.14～0.16％；Si：0.20％～0.26％；Mn：1.43％～1.50％；P≤0.02％；S≤0.003％；Alt：0.079％～0.09％；Ti：0.016％～0.025％；Ca：0.0016％～0.0039％，余量为Fe和杂质。

而本发明所述上述钢板的制造方法的技术方案是：所采用的工艺路线为铁水脱硫预处理→转炉冶炼→LF精炼→RH精炼→连铸→铸坯检验、判定→铸坯验收→连铸坯加热→除鳞→轧制→冷却→探伤→切割、取样→喷印标识→入库；

生产时，转炉冶炼终点碳控制在0.08％～0.18％，出钢采用Al块脱氧方式脱氧；

LF炉精炼采用喂入Al线的方式脱氧合金化，LF炉精炼结束后喂入纯钙线150-200米/炉，喂丝后静搅时间≥10分钟；LF炉精炼后钢水中Al含量命中目标值；

LF炉精炼造白渣中铝粒分若干次添加，成分调整次数少于3次；

RH炉真空处理在高真空度≤5.0mbar条件下保持时间15分钟以上；破真空后取样测定成分，若Al元素经烧损后低于目标值，则补喂Al线保障成分命中。以使铝含量处于合理的范围，在不影响生产顺行的前提下提高钢的强韧性。