[发明专利]一种屈服强度420MPa级热轧耐低温H型钢及其制备方法

说明书

本发明属于冶金技术领域，具体地，本发明涉及一种420MPa级热轧耐低温H型钢及其制备方法。所述H型钢化学成分组成按重量百分比为：C：0.08％～0.10％，Si≤0.2％，Mn：1.25％～1.45％，V：0.03％～0.045％，Ti：0.015％～0.025％，Cr：0.15％～0.30％，A1s：0.02％～0.04％，N：0.007％～0.01％，P≤0.008％，S≤0.005％，O≤0.004％，其余为Fe和不可避免杂质。本发明结合矩形坯轧制中小规格H型钢翼缘薄的特点，采用适合正火轧制的低C含量配合V微合金化成分设计，添加适量的Cr元素控制冷却速度，避免出现魏氏体等异常组织，恶化钢的低温冲击韧性。从而在热轧H型钢轧机上得到稳定控制的420MPa级别以上高强韧性热轧H型钢。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体地，本发明涉及一种420MPa级热轧耐低温H型钢及其制备方法。

背景技术

随着能源开采向极寒等复杂区域发展，迫切需要综合性能更高的热轧H型钢替代目前低级别H型钢，在减轻重量的同时，保证具有较高的可靠性。同时为适应极寒等复杂地区服役环境，对钢材的低温冲击韧性，焊接性能，抗层状撕裂性能等提出了更高的要求，更高强度级别的热轧H钢需求逐渐增加。

目前我国的热轧H型钢生产企业已陆续开发出屈服强度345MPa以上不同级别的H型钢，一般采用复合微合金化配合热轧方法生产。不同企业根据装备水平制备出不同级别和不同综合性能的产品。

专利申请CN201510498771.2中中公开了一种420MPa级优异低温韧性热轧H型钢及其生产方法，成分：C 0.06～0.12％、Si 0.20～0.40％、Mn 1.20～1.60％、P≤0.015％、S≤0.010％、V 0.050～0.070％、Ni 0.10～0.20％、N 0.0050～0.0100％，其余为Fe及不可避免的杂质。与现有技术相比，该专利通过合理的V、Ni、N成分设计，匹配相适应的控轧控冷工艺，开发出了综合性能优异的420MPa热轧H型钢；屈服强度ReH为440～520MPa；抗拉强度Rm为550～650MPa，延伸率A为A≥22％，-40℃低温冲击韧性KV2≥100J。该专利控制冷却采用两段式，第一阶段快速冷却+第二阶段空冷，需要特殊冷却装置满足上述制备要求。所生产的420MPa级优异低温韧性热轧H型钢厚度方向性能Z为40～65％，是针对异型坯大规格产品进行的工艺设计，不适合中小规格薄翼缘H型钢产品制备。

专利申请CN201510788520.8中公开了一种420MPa级高强度低屈强比H型钢及其制备方法，所述H型钢的化学成分按重量百分数计为：C 0.11～0.15％、Si 0.20～0.35％、Mn1.35～1.50％、P≤0.035％、S≤0.025％，Cu 0.25-0.30％，Cr 0.40-0.45，Ni 0.20-0.30％，Nb 0.20-0.30％，其余为铁和微量杂质。该专利通过优化成分设计实现了生产420MPa级低屈强比H型钢，屈服强度大于427MPa，抗拉强度大于641MPa，屈强比0.64～0.67。该专利添加了Ni，Nb，Cu等元素，针对特定高耐蚀环境下使用；制备过程受到Cu元素的影响，在高终轧温度条件下H型钢腿部产生裂纹的几率提高，同时显著增加了制备成本。

专利申请CN201510498771.2中公开了一种420MPa级高性能抗震H型钢及其制备方法，包含下列重量百分比：C：0.15～0.18wt％，Si：0.30～0.45wt％，Mn：1.35～1.55wt％，V：0.070～0.090wt％，P：≤0.015wt％，S：≤0.020wt％，其余为Fe及不可避免的不纯物。制备方法钢水冶炼、脱氧合金化、钢水LF炉精炼、钢水浇铸、后处理步骤。该专利冶炼采用富氮钒微合金化工艺，有效细化奥氏体晶粒，冶炼时的增加氮含量，有利于形成钒的碳氮化物使其弥散分布于晶界处，促进奥氏体晶粒形核进一步细化奥氏体晶粒，经轧制、控冷、快速冷却等工艺，确保H型钢优良的外形及表面质量及提高性能。该专利获得强度指标达到420MPa，但是没有大幅度提升低温韧性。