[发明专利]一种新型低成本耐磨高强钢Q420A/B钢板及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及到连铸生产中厚板领域，具体涉及一种新型低成本耐磨高强钢Q420A/B钢板及其生产方法。

背景技术

规格10～80mm Q420A/B是一种高强度结构钢钢板，它具有较高的强度，良好的冷变形能力，较好的塑性与韧性，可广泛应用于各类工程机械、桥梁、建筑、大型厂房、体育场等项目。但是随着机械制造行业的不断进步，对机械设备和工程机械的指标要求不断提高，现有的高强度结构钢Q420A/B钢板难以完全满足要求，为此特设计此新方案，以满足用户的设计需求。

发明内容

针对上述问题，本发明人经过摸索，获得了一种规格10～80mm保性能、保探伤的新型低成本耐磨高强钢Q420A/B钢板，从而完成了本发明。

因此，本发明的目的在于提供一种规格10～80mm低成本保性能、保探伤的高强钢Q420A/B钢板。

本发明的另一目的在于提供具有一定耐磨性能的新型低成本耐磨高强钢Q420A/B钢板的生产方法。

为达到上述第一个目的，在国家标准范围内，将钢中价格高昂的Nb、V等合金元素降低，以降低生产成本；

Nb、V等合金元素含量的降低，会导致钢板性能下降，稳定性变差，为保证钢板的性能，在工序成本变化不大的情况下，利用价格较低的Cr合金元素取代NB、V等合金元素，在降低成本的情况下，达到要求性能指标及性能的稳定性、均匀性，确保钢板的综合质量指标。

为达到上述目的，本发明所述新型低成本耐磨高强钢Q420A/B钢板由以下元素组成：C   0.12～0.20%、Si0.15～0.35%、Mn1.20～1.40%、P≤0.020%、S≤0.015%、Als0.005～0.060%、Ti 0.025～0.070%、Cr0.20～0.30%，其余为Fe和不可避免的杂质。

上述化学元素的作用分析如下：

C：是钢中最基础的强化元素，提高强度，但C影响钢的焊接性能和影响韧性。Si：是固溶强化元素，对提高钢板的强度有利。Mn：是固溶强化元素，对提高钢板的强度和韧性均有利，但容易偏析导致探伤不合格。P：对焊接不利，且具有一定的冷脆性，在本钢种中属于有害元素，应控制的尽量低。S：易形成MnS类夹杂物，具有一定的热脆性，在本钢种中属于有害元素，应控制的尽量低。Al：可以起到细化晶粒强化作用。Nb、Ti:细化晶粒，提高钢板的强度。Cr：铬与铁形成连续固溶体，缩小奥氏体相区域，显著提高强度及淬透性，并且具有良好的耐磨性能。

为达到上述目的，本发明采取的生产方法包括：转炉冶炼、LF精炼、VD真空处理（可选）、连铸、铸坯缓冷、加热、TMCP轧制、缓冷。

1、在所述转炉冶炼中，出钢碳≤0.06%,出钢P≤0.018%，S≤0.020%；点吹次数不得大于2次，避免出钢过程下渣；氩站加铝线脱氧。

2、在所述LF精炼中，采取大渣量进行造渣，确保白渣保持时间控制在15min以上，铌铁、钛铁、铬铁合金化后强吹3-5分钟，再软吹8min以上。

3、在所述连铸过程中，采用全程保护浇注，浇注过热度控制在5～20℃，恒拉速浇注，连铸坯切割后入缓冷坑缓冷24小时。

4、在所述加热中，加热时间0.8-1.4min/mm，均热段的保温温度控制在1200℃～1280℃。

5、在所述TMCP中，开轧温度1000℃～1100℃；一阶段终轧温度在880～980℃，二阶段开轧温度在800～900℃，晾钢厚度≥1.5倍，二阶段采取小压下轧制，精轧累计压下率＞40%，终轧温度≤880℃；返红温度＜650℃，冷速控制在5～25℃/s。

6、在所述缓冷中，入缓冷坑温度≥150℃；堆冷时间≥6小时。

通过以上新颖的复合微合金化成分设计思路和简约有效的工艺流程设计，保证了钢板的力学性能、超声波探伤等指标；并提高了钢板的耐磨性能和高温强度。该钢板性能均匀、探伤质量优异，并具有一定的耐磨性能，可广泛用于工程机械、煤机行业、机械制造等方面，具有很好的推广意义。

具体实施方式

本发明所述新型低成本耐磨高强钢Q420A/B钢板由以下元素组成：C   0.12～0.20%、Si0.15～0.35%、Mn1.20～1.40%、P≤0.020%、S≤0.015%、Als0.005～0.060%、Ti 0.025～0.070%、Cr0.20～0.30%，其余为Fe和不可避免的杂质。

本发明采取的成分设计方案如下表1：

表1新型成分(单位，wt%)