[发明专利]一种低碳热轧H型钢及其制备方法

说明书

本发明涉及钢铁生产技术领域，具体公开一种低碳热轧H型钢及其制备方法。所述低碳热轧H型钢由以下质量百分比的化学组分组成：C：0.08‑0.12％，Si：0.20‑0.25％，Mn：1.30‑1.50％，P≤0.020％，S≤0.015％；Nb：0.020‑0.035％，V：0.020‑0.035％，余量为Fe和不可避免杂质。所述低碳热轧H型钢的制备方法依次包括坯料加热、开坯轧制、万能轧制和空冷工艺步骤。本发明的低碳热轧H型钢兼具优良的屈服强度、抗拉强度、延伸率和耐低温性能，具有极佳的综合力学性能。

技术领域

本发明涉及钢铁生产技术领域，尤其涉及一种低碳热轧H型钢及其制备方法。

背景技术

H型钢的断面与英文字母“H”相同而得名，其的各个部位均以直角排布。H型钢的横断面通常包括腹板和翼缘板两部分，又称为腰部和边部，其腹板厚度比腹板同样高的普通工字钢小，翼缘宽度比腹板同样高的普通工字钢大，因此又得名宽缘工字钢。由于H型钢的特殊形状，其截面模数、惯性矩及相应的强度均明显优于同样单重的普通工字钢。H型钢用在不同要求的金属结构中，不论是承受弯曲力矩、压力负荷、偏心负荷都具有优越的性能，与普通工字钢相比大大提高了承载能力并可节约金属10％～40％。H型钢用于各种桁架结构中可节约金属15％～20％。由于H型钢翼缘内外侧平行，缘端呈直角，便于拼装组合成各种构件，从而可节约焊接、铆接工作量25％左右，能大大加快工程的建设速度，缩短工期。综上，H型钢具有抗弯能力强、施工简单、节约成本和结构重量轻等优点，被广泛应用。

自20世纪80年代起，我国海洋油气资源开采方面发展迅速，其开发作业区由浅海大陆架逐渐延伸至数千米的深海区域，所面临着波浪、海潮、风暴及高寒流冰等海洋工作环境日益严峻，高强度、良好焊接性和耐低温韧性系列海洋石油平台用钢的需求越来越大，而我国在此方面的生产技术比较薄弱，迫切需要研发高强度、高韧性的海洋石油平台用钢系列，用以保证海洋石油平台建设的经济性及服役过程的安全性，从而对实现国家能源安全战略具有深远的意义。传统的H型钢虽然在使用强度和抗弯能力方面较工字钢或其它型钢有了很大的提升，但是在海洋油气资源开采设备的应用领域，面临波浪、海潮、风暴及高寒流冰等严峻的海洋工作环境，其屈服强度、抗拉强度和耐低温性能等综合力学性能任然不能满足使用要求。

发明内容

针对现有H型钢的屈服强度、抗拉强度和耐低温性能不能适应严峻的海洋工作环境，达不到深海区域使用的高要求的问题，本发明提供一种低碳热轧H型钢及其制备方法。

为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：

一种低碳热轧H型钢，由以下质量百分比的化学组分组成：

C：0.08-0.12％，Si：0.20-0.25％，Mn：1.30-1.50％，P≤0.020％，S≤0.015％；Nb：0.020-0.035％，V：0.020-0.035％，余量为Fe和不可避免杂质。

相对于现有技术，本发明提供的低碳热轧H型钢采用低碳高锰+微合金化(Nb：0.020-0.035％+V：0.020-0.035％)的成分设计可以获得具备铁素体+珠光体组织的H型钢，有效控制H型钢中的晶粒度，并使得到的H型钢兼具优良的屈服强度、抗拉强度、延伸率和耐低温性能，具有极佳的综合力学性能。

优选的，所述H型钢的翼缘厚度为5-15mm。

本发明还提供所述低碳热轧H型钢的制备方法，该制备方法将异型坯依次进行坯料加热、开坯轧制、万能轧制和空冷得到；

所述万能轧制的方法是将所述开坯轧制后的所述异型坯依次进行再结晶区轧制与非再结晶区轧制；所述再结晶区轧制包括2道次轧制过程，道次压下量为35-45％、轧制温度为960-1020℃；所述非再结晶区轧制包括3道次轧制过程，道次压下量为25-30％，开轧温度为930-950℃、终轧温度为810-830℃。