[发明专利]屈服强度550MPa级耐-20℃纵向和横向低温冲击韧性热轧H型钢及其生产方法

说明书

本发明提供的一种屈服强度550MPa级耐‑20℃纵向和横向低温冲击韧性热轧H型钢及其生产方法，成分C：0.16％～0.20％，Si：0.35％～0.45％，Mn：1.10％～1.40％，P：≤0.025％，S：≤0.015％，V：0.090％～0.120％，N:0.0080％～0.0130％，Als：≤0.010％，其余为Fe及微量残余元素。获得的热轧H型钢表层组织铁素体+贝氏体+极少量马氏体，该表层深度≥2mm，基体组织为铁素体+贝氏体。产品屈服强度不低于550MPa、抗拉强度不低于650MPa，断后伸长率不低于20％，‑20℃纵向冲击功值不低于80J，‑20℃横向冲击功值不低于60J。

技术领域

本发明属于金属材料生产技术领域，涉及屈服强度550MPa级耐-20℃纵向和横向低温冲击韧性热轧H型钢及其生产方法。

背景技术

随着经济的快速发展，我国基础工程建设也取得重大的发展。尤其是近十年来，我国在建筑结构、桥梁工程、油气能源、海洋工程等领域迎来了突飞猛进的发展势头。其中，以钢铁材料为主要的结构部件支撑着我国基础工程建设的不断发展，而型钢产品以其绿色节能、截面简单、使用方便等优点在建筑结构、公路桥梁等领域有着广泛的应用。尤其是随着国内及国外的一些超大工程的建设与实施，超厚、超大、超重H型钢的结构优势不断地凸显出来，在H型钢生产应用领域引起了极大的研发热情。

目前，国内市场常用的H型钢强度级别主要为355MPa～420MPa级别，但是考虑到重型H型钢的推广使用，对于一些翼缘厚度超过40mm以上的H型钢产品，受限于设备能力弱和轧制工艺窗口窄，目前市场上绝大多数的超厚H型钢的强度级不超过460MPa。为了适应市场需求，目前个别企业开发出屈服强度在500MPa级别及以上的钢材产品(H型钢)，但是通常采用合金成分和新增在线淬火或回火工艺来实现产品的高强度力学性能。但是，采用以上方法不仅增加了产品的成本投入，同时在保证产品强度的同时一部分也牺牲了材料的韧性等性能。因此，开发出满足市场需求的高强度级别热轧H型钢产品已迫切需要。

2020年6月19日公开的公开号为CN111304531A的专利，名称为“一种屈服强度550MPa级热轧H型钢及其生产方法”的文件，该发明提供了一种化学成分(wt％)：C：0.08～0.12％，Si：0.35～0.45％，Mn：1.40～1.50％，P：≤0.025％，S：≤0.015％，V：0.070～0.100％，Nb：0.030～0.040％，Cr：0.70～1.00％，Ni：0.30～0.50％，其余为Fe及不可避免的杂质。该方法主要是配合轧制工艺和控温轧制工艺，得到铁素体+贝氏体的复相组织，产品屈服强度550MPa以上，抗拉强度620MPa以上，延伸率为15％以上，-20℃纵向V型冲击功KV2均值50J以上。但是该方法生产的延伸率较低，抗拉强度易超出标准要求，存在产品不合的风险。且产品Nb、Ni及Cr含量较高，增加了产品的合金成本。

2014年4月1日公开的公开号为CN103695772A，名称为“屈服强度为550MPa级耐火耐候抗震建筑用钢及其生产方法”的文件，该发明提供了一种化学成分(wt％)：C：0.041～0.125％，Si：0.31～0.62％，Mn：1.81～2.40％，P：≤0.008％，S：≤0.002％，Nb：0.041～0.065％，Ti：0.007～0.020％，Mo：0.41～0.63％，W：0.07～0.10％，Mg：0.0071～0.0098％，O：≤0.0012。该方法可生产屈服强度550MPa级耐火耐候抗震建筑用钢，但是Mn和Mo合金含量较高，且对轧后冷却工艺要求严格，大大地增加设备能耗和生产成本。