[发明专利]一种微合金钢厚板及其正火轧制方法

说明书

本发明公开一种微合金厚板及其正火轧制方法。钢中化学成分按重量百分比为：C：0.13％～0.25％；Si：0.1％～0.4％；Mn：1.85％～2.5％；P≤0.015％；S≤0.005％；V：0.03％～0.08％；Cr：0.05％～0.2％；N：0.013％～0.017％，余量为Fe和不可避免杂质，钢中O≤0.0015％，钢板厚≥50mm。钢板用坯料为模铸坯、连铸坯以及采用复合方式生产的复合坯料，加热温度1150～1280℃，均热时间200～600min；采用一阶段轧制，开轧温度1100～1200℃，平均道次压下量30～80mm，终轧温度950～1150℃；轧后冷速1～10℃/s，冷却至600～800℃；堆垛缓冷时间≤48h，缓冷后也可进行正火处理，正火温度890～950℃。

技术领域

本发明属于钢铁生产领域，特别涉及一种保正火性能、特厚高强钢板的制造方法。

背景技术

正火处理的热轧结构钢板被广泛应用于大型工程机械、建筑、油田钻井平台、特高压输电构件、交通工具的框架结构、压力容器等领域。尤其是在一些焊接结构中，一些构件必须使用正火状态下性能优良的结构钢来制造。研究表明，在生产50mm以上厚规格钢板时，由于压缩比小，TMCP工艺的优势难以充分发挥，钢板厚度方向上往往出现“混晶”等组织不均匀的现象。必须通过正火进一步改善内部组织，细化晶粒，改善带状组织。此外正火工艺生产钢板的应用意义还在于改善以“水冷”为主要特征的TMCP工艺下钢板中残余应力以及性能不稳定。

目前此级别低合金正火钢板一般采用Nb、V、Ti为主要强化元素(经济性不高)，同时采用两阶段轧制工艺，或控冷工艺。东北大学的研究成果《Q390低合金高强钢热处理工艺》(《金属热处理》2009年，第34卷第7期，王根矶等)，公开的Q390低合金高强钢，其化学成分按质量百分比计为：C：0.14％、Si：0.38％、Mn：1.36％、Nb：0.028％、Als：0.031％，该钢种采用0.028％的Nb进行合金化，两阶段轧制、终轧温度为780℃，配以水冷工艺和后续正火，这种工艺不仅繁琐，而且存在板型不好的风险，成本较高，工序较繁琐，此外这种深度控轧方式对50mm以上规格钢板不适用，因为钢板愈厚，在热压力加工和正火过程，界面温差愈大，温降愈慢，组织性能均匀性极难控制，且极易产生“混晶”，即使依靠辅助冷却方式也无法解决。

武汉科技大学研究成果《高强度船板E40生产工艺模拟实验》(金属铸锻焊技术，2012年第五期，张会龙等)，中提出的E40高强度船板，提高了终轧温度，钢中按重量百分比含C：0.08％、Si：0.35％、Mn：1.4％、V＜0.1％、Nb：0.035％、Ti：0.013％、Alt：0.035％，该钢种采用Nb、Ti强化，增加V含量的方法，存在工序复杂，工业推广经济性不高的问题。

目前已公布的正火轧制方法主要是针对40mm以下规格专用材钢板，首钢申请号201010235925.6的专利“一种正火轧制生产韧性优良管线钢中厚板的方法”，公开的正火轧制厚板，其化学成分按质量百分比计为：C：0.06％～0.15％、Si：0.1％～0.45％、Mn：1.05％～1.75％、V：0.02％～0.10％、Nb：0.01％～0.05％、Ti：0.01％～0.04％、Alt：0.01％～0.06％、N≤0.012，该钢种采用Nb、V、Ti合金化，两阶段轧制，终轧温度在Ac3+(30～50℃)的正火轧制工艺，工艺繁琐，且并未真正体现合金元素的作用。

包钢钢联申请号为201210290416.2的专利“一种微合金化桥梁钢板及其正火轧制工艺”，其化学成分按质量百分比计为：C：0.06％～0.15％、Si：0.1％～0.45％、Mn：1.05％～1.75％、V：0.02％～0.06％、Nb：0.02％～0.06％、Ti：0.008％～0.030％、Alt≥0.02％、Ni：0.15％～0.35％、Ce≤0.001％。钢种采用V、Nb、Ti、Ni、稀土进行强化，所述及正火轧制工艺分为两阶段轧制，终轧温度在835～875℃，合金成本高，且工艺复杂。