[发明专利]一种屈服强度690MPa级高强度钢板的生产方法

说明书

技术领域

本发明属于低合金高强度钢领域，特别涉及一种690MPa级的高强度钢板的生产方法。 

背景技术

一般认为，屈服强度大于345MPa的钢板称为高强度钢板。随着工程机械、煤矿机械向装备大型化、轻量化、重载荷等方向发展，高强度钢板用量呈现不断增加的趋势，强度级别提高也很快，传统的工程机械用高强度钢板主要以固溶强化、析出强化为主来提高强度，其中碳及合金元素含量较高，大多采用离线调质处理，增加了钢企的生产成本。目前，很多宽厚板生产线都装备了超快冷系统(Ultra-Fast Cooling system)，例如宝钢、鞍钢、首钢、莱钢等，可以实现钢板的在线淬火(Direction Quench，简称DQ)，新一代控制轧制控制冷却技术在钢材生产中得到了广泛的应用，通过合理设计合金元素含量和控轧控冷参数实现相变强化、细晶强化和亚晶强化等强化机制，获得钢材强度、塑性、韧性和可焊性的良好匹配。 

发明内容

本发明的目的是提供一种屈服强度690MPa级的高强度高韧性钢板的生产方法。本发明的突出优势在于板坯经控制轧制后采用在线淬火(DQ)+回火(T)工艺生产出屈服强度690MPa级的高强度高韧性钢板，不仅降低了生产成本，还提高了生产效率。 

本发明的技术方案： 

本发明一种屈服强度690MPa级高强度钢板的化学成分按重量百分比为 

C：0.04～0.09％、Si：0.25～0.50％、Mn：1.4～1.7％、P：≤0.020％、S：≤0.010％、Cr≤0.45％、Mo≤0.20％、Nb：0.04～0.05％、V：0.05～0.07％、Ti：0.005～0.020％、B：0.0005～0.0025％，余量为Fe和不可避免的杂质。 

本发明所述的一种屈服强度690MPa级高强度钢板的制备方法、主要工艺参数及原理分析如下 

1、加热和轧制： 

加热温度1180～1220℃，保温时间为120～180min。采用两阶段控制轧制工艺，即奥氏体再结晶区轧制和奥氏体未再结晶区轧制。在奥氏体再结晶区轧制时，开轧温度为1130～1180℃，第1～2道次压下量应大于10％，其次至少有1～2道次压下率控制在20～40％，用以充分细化原始奥氏体晶粒；在奥氏体未再结晶区轧制时，开轧温度900～950℃，累积压下率大于60％，终轧温度为810～840℃。 

2、冷却 

控制轧制结束后，钢板进入加速冷却装置，按25℃/s以上的冷却速度冷却至300℃以下，实现在线直接淬火。 

3、回火热处理 

根据实验结果确定钢板的最佳回火温度为500～600℃，保温时间为20min+t×2.5min/mm，其中t为钢板厚度，单位为nn。 

本发明的有益效果为： 

1、通过低碳微合金化设计，降低Mo和Ni等贵重元素含量，降低了合金成本；摒弃了传统的离线调质工艺转而采用在线淬火+回火工艺，降低了工序成本，提高了生产效率。 

2、通过合理的化学成分设计，并采取上述工艺可以得到一种屈服强度690MPa以上，抗拉强度770MPa以上，延伸率14％以上，且具有良好低温冲击韧性和焊接性能的钢板。 

附图说明

图1为本发明实施例1钢板的金相组织图。 

具体实施方式

以下用实施例对本发明作更详细的描述。这些实施例仅仅是对本发明最佳实施方式的描述，并不对本发明的范围有任何限制。 

实施例1 

按表1所示的化学成分冶炼，并浇铸成钢锭，将钢锭加热至1220℃，保温150分钟，在实验轧机上进行第一阶段轧制，即奥氏体再结晶区轧制，开轧温度为1170℃，第1～2道次压下量应大于10％，其次至少有1～2道次压下率控制在20～40％，当轧件厚度为60mm时，在辊道上待温至900℃，随后进行第二阶段轧制，即奥氏体未再结晶区轧制。奥氏体未再结晶区轧制目的是为了保证其在未再结晶区有足够的变形量，在变形的奥氏体内有更高密度的位错累计，为铁素体相变提供更有利的形核条件。较大的变形也有利于Nb的碳氮化合物的析出，由于变形诱导析出的作用，较大的道次变形率将有利于析出物的形成并且使其更加细小和弥散，同时，细小和弥散的析出物及其钉扎作用为铁素体提供高密度的形核地点并且阻止其长大和粗化，这对于钢的强度与韧性都起到有利的作用。将终轧温度控制在未再结晶区的低温段，同时该温度区接近相变点Ar₃。