一种低合金高强度钢板及其生产方法[工艺流程]

　　低合金高强度钢板及其生产方法

　　【专利摘要】本发明公开了一种低合金高强度钢板，其材料的化学成分的质量百分含量包括：C0.15～0.19%、Si0.2～0.4%、Mn1.3～1.55%、P≤0.02%、S≤0.012%、Als0.015～0.03%、Ca0.001～0.0025%，其余为铁和杂质。本发明还公开了一种低合金高强度钢板的生产方法，包括：连铸坯加热、轧制和冷却。本发明采用低成本成分设计，只使用了廉价的C、Si、Mn元素，通过固溶强化和细晶强化作用，使低合金高强度钢板的屈服强度和冲击韧性都满足要求，省去了热处理工艺和昂贵合金，工艺路线简单，成本低廉、钢板表面质量良好。

　　【专利说明】低合金高强度钢板及其生产方法

　　【技术领域】

　　[0001]本发明涉及金属材料领域，具体地说，涉及一种低合金高强度钢板及其生产方法。【背景技术】

　　[0002]低合金高强度钢板，特别是Q345D、Q345E钢板，在国民经济各领域生产中广泛应用，如现在国家正在大力发展的清洁能源风电，其设备就大量使用了 Q345D、Q345E钢板。Q345D、Q345E钢板是风力发电装备中支撑叶片转动的塔杆的主要材料。要求Q34?钢板的-20°C冲击功≥34J，Q345E钢板的_40°C冲击功≥34J。北方的冬天寒冷，气温常常在零下20°C以下，因此北方所用的风电塔杆材料一般都是Q345E钢板，以保证材料能满足低温环境的使用要求。

　　[0003]Q345系列钢板的常温及低温组织为铁素体和珠光体，为体心立方结构，当温度降低到一定的时候，材料就由韧性变为脆性。材料由韧性转变为脆性时的温度称为韧脆转变点。脆转变温度越低，材料的韧性就越好。Q345E钢板要求材料在-40°C的环境温度下仍有良好韧性，即要求其韧脆转变点低于_40°C。由于要求Q345E的韧脆转变点低于_40°C，是低合金高强度结构钢中的级别较高的钢级，材料的制造难度比较大，目前为保证Q345E钢板的韧性一般有两种方法，一是降低钢中的碳含量，钢中的碳含量越低，钢板的韧性越好，但是碳含量降低会带来强度的损失，使钢板的强度不容易满足要求；二是添加Nb、V、Ti等微量合金元素来细化晶粒，从而提高钢板的韧性，钢板的晶粒越细小，其韧性越好，但由于Nb、V、Ti等合金价格昂贵，即使少量添加，成本也会大幅上升。

　　[0004]现有技术通过淬火和回火的热处理方式来提高Q345低合金结构钢板冲击性能。由于采用淬火和回火的热处理方式来提高钢板的性能，使钢板的制造工艺复杂，管理难度加大，制造周期延长，同时采用热处理工艺会使钢板的制造成本大幅提高。

　　【发明内容】

　　[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种低合金高强度钢板，钢板表面质量良好、韧性优良。

　　[0006]本发明的技术方案如下:

　　[0007]—种低合金高强度钢板，其材料的化学成分的质量百分含量包括:C0.15~0.19%,Si0.2 ~0.4%、Mnl.3 ~1.55%,P ≤ 0.02%,S ≤0.012%、酸溶铝 Als0.015 ~0.03%、Ca0.001~0.0025%，其余为铁和杂质。

　　[0008]进一步，所述低合金高强度钢板的材料的化学成分的质量百分含量包括:C0.17%、Si0.32%、Mnl.45%、P0.009%、S0.005%、Als0.024%、Ca0.0018% ；或者，C0.16%、Si0.28%、Mnl.47%,P0.009%,S0.006%、Als0.023%,Ca0.001% ;或者，C0.15%,Si0.2%、Mnl.38%,P0.02%、S0.008%、Als0.023%、Ca0.0025% ；或者，C0.19%、Si0.38%、Mnl.55%、P0.012%、S0.012%、Als0.015%、Ca0.0021% ；或者，C0.18%、Si0.4%、Mnl.3%、P0.009%、S0.007%、Als0.03%、Ca0.0018%。[0009]本发明所要解决的另一技术问题是提供一种低合金高强度钢板的生产方法，生产工艺简单、生产周期短，生产成本低。

　　[0010]本发明的另一技术方案如下:

　　[0011]一种低合金高强度钢板的生产方法，包括:连铸坯加热、板坯轧制和冷却，生产得到的低合金高强度钢板的材料的质量百分含量包括:C0.15~0.19%、Si0.2~0.4%、Mnl.3 ~1.55%、P ≤ 0.02%、S ≤ 0.012%、Als0.015 ~0.03%、Ca0.001 ~0.0025%，其余为

　　铁和杂质。

　　[0012]进一步:所述连铸坯加热的出炉温度为1170-1210°C，加热时间为250~440分钟。

　　[0013]进一步:所述板坯轧制包括第一阶段轧制和第二阶段轧制。

　　[0014]进一步:所述第一阶段轧制开轧时板坯的厚度为所述连铸坯的厚度，所述第一阶段轧制的开轧温度为1160~1195°C，所述第一阶段轧制的终轧温度> 980°C，所述第一阶段轧制的轧制道次数为5~10。

　　[0015]进一步:所述第二阶段轧制开轧时板坯的厚度为2-3.5倍所述生产得到的低合金高强度钢板的厚度，所述第二阶段轧制的开轧温度为870~940°C，所述第二阶段轧制的终轧温度为820~840°C，所述第二阶段轧制的轧制道次数为5~7。

　　[0016]进一步:所述冷却为层流冷却，冷却速度为10~20 °C /s，终冷温度为640~700。。。

　　[0017]进一步:生产得到的厚规格钢板的材料的质量百分含量包括:C0.17%、Si0.32%、Mnl.45%、P0.009%、S0.005%、Als0.024%、Ca0.0018% ；或者，C0.16%、Si0.28%、Mnl.47%、P0.009%, S0.006%, Als0.023%, Ca0.001% ;或者，C0.15%, Si0.2%, Mn 1.38%, P0.02%, S0.008%、Als0.023%、Ca0.0025% ;或者，C0.19%、Si0.38%、Mnl.55%、P0.012%、S0.012%、Als0.015%、Ca0.0021% ;或者，C0.18%、Si0.4%、Mnl.3%、P0.009%、S0.007%、Als0.03%、Ca0.0018%。

　　[0018]本发明的技术效果如下:

　　[0019]1、本发明采用低成本成分设计，只使用了廉价的C、S1、Mn元素，通过固溶强化和细晶强化作用，使低合金高强度钢板的屈服强度和冲击韧性都满足要求，省去了热处理工艺和昂贵合金，工艺路线简单，成本低廉、钢板表面质量良好。

　　[0020]2、本发明的钢板以铁素体为主的组织，铁素体具有良好的塑性和韧性。

　　[0021]3、本发明的钢板的材料低温冲击韧性良好，_40°C冲击功可以达到132J以上。

　　[0022]4、本发明的钢板的的屈服强度在395~418MPa之间，抗拉强度在546~560MPa之间，延伸率> 25%。

　　[0023]5、本发明的钢板表面质量良好，没有裂纹、麻坑等表面质量缺陷。

　　[0024]6、本发明的钢板的成分和工艺设计合理，工艺制度比较宽松，可在宽厚板线上稳定生产，特别适合Q345E钢板的生产。

　　【专利附图】

　　【附图说明】

　　[0025]图1为本发明的实施例1的钢板的金相组织图；

　　[0026]图2为本发明的实施例2的钢板的金相组织图；

　　[0027]图3为本发明的实施例3的钢板的金相组织图；[0028]图4为本发明的实施例4的钢板的金相组织图；

　　[0029]图5为本发明的实施例5的钢板的金相组织图。

　　【具体实施方式】

　　[0030]本发明的低合金高强度钢板在连铸坯的基础上制备。要求所用的连铸坯的化学成分的质量百分含量的如下:C0.15~0.19%、Si0.2~0.4%、Mnl.3~1.55%、P≤0.02%、S ≤ 0.012%、Als0.015 ~0.03%、Ca0.001 ~0.0025%，其余为铁和杂质。

　　[0031]本发明的低合金高强度钢板的生产方法的流程如下:

　　[0032]步骤S1:连铸坯加热

　　[0033]连铸坯加热的出炉温度为1170-1210°C，加热时间为250~440分钟。

　　[0034]步骤S2:板坯轧制

　　[0035]轧制包括第一阶段轧制和第二阶段轧制。

　　[0036]第一阶段轧制开轧时板坯的厚度为连铸坯的厚度。第一阶段轧制的开轧温度为1160~1195°C。第一阶段轧制的终轧温度> 980°C。第一阶段轧制的轧制道次数为5~10。

　　[0037]第二阶段轧制开轧时板坯的厚度为2-3.5倍生产得到的低合金高强度钢板的厚度。第二阶段轧制的开轧温度为870~940°C。第二阶段轧制的终轧温度为820~840°C。第二阶段轧制的轧制道次数为5~7。

　　[0038]对上述加热好的连铸坯在奥氏体再结晶区进行控制轧制。由于该低合金高强度钢板的化学成分不含Nb等能在第二阶段轧制析出第二相粒子的合金元素，因此上述第一、第二阶段的轧制都是属于奥氏体再结晶区控制轧制。第一阶段控制轧制属于高温区的奥氏体再结晶控制轧制，这一阶段采用低速、大压下的轧制策略，要求轧制速度不大于2m/s，至少有两道压下率大于15%，充分细化奥氏体晶粒，轧制产生的高温焊合作用很大程度上消除了铸坯内部的疏松、微裂纹等缺陷，使钢板的致密度提高。第一阶段控轧结束后，中间坯在辊道上摆动降温，降温方式为自然空冷，降温至第二阶段开轧温度开始轧制。第二阶段的轧制属于低温再结晶控轧，这一阶段对中间坯进行5~7道次的轧制，奥氏体晶粒被反复破碎、再结晶细化，这样奥氏体晶粒最终在第一阶段轧制细化的基础上，再次被进一步细化，且由于第二阶段轧完后，终轧温度较低，奥氏体晶粒基本不再长大，最终得到细小的奥氏体晶粒。奥氏体晶粒越细小，其晶界面积越大，由奥氏体向铁素体转变时的形核位置就越多，形核率就越高，最终得到的铁素体晶粒就越细小，钢板的强度越高，冲击韧性越好。

　　[0039]步骤S3:冷却

　　[0040]冷却采用层流冷却，冷却速度为10~20°C /s，终冷温度为640~700°C。

　　[0041]轧后采用层流冷却，将钢板由终轧温度快速冷却至640~700°C，进一步降低了奥氏体向铁素体的转变温度，进一步细化了铁素体晶粒，从而提高了钢板的强度和韧性。

　　[0042]经过上述工艺生产的得到的低合金高强度钢板的材料的化学成分的质量百分含量为:C0.15 ~0.19%,Si0.2 ~0.4%、Mnl.3 ~1.55%,P ( 0.02%,S ( 0.012%、Als0.015 ~

　　0.03%、Ca0.001~0.0025%，其余为铁和杂质。

　　[0043]实施例1

　　[0044]实施例1选用的连铸坯的厚度为250mm。[0045]连铸坯加热过程中，连铸坯的出炉温度为1198°C，加热时间为365分钟。连铸坯的化学成分的质量百分含量包括:C0.17%、Si0.32%、Mnl.45%、P0.009%、S0.005%、Als0.024%、Ca0.0018%，余量为Fe和不可避免的杂质。

　　[0046]然后将加热后的板坯进行第一阶段轧制和第二阶段轧制，两段轧制工序结束后得到厚度为20mm的钢板。再将该钢板进行冷却。

　　[0047]轧制和冷却工序对钢板的材料的化学成分的含量影响不大，因此，生产的得到的实施例1的钢板的材料的化学成分的质量百分含量包括:C0.17%、Si0.32%、Mnl.45%、P0.009%、S0.005%、Als0.024%、Ca0.0018%,余量为 Fe 和不可避免的杂质。

　　[0048]详细的轧制及冷却的工艺参数见表1。生产得到的实施例1的钢板的力学性能见表2。

　　[0049]如图1所示，为本发明的实施例1的钢板的金相组织图。从图1可以看出，钢板的组织为铁素体和珠光体，晶粒大小均匀，晶粒较细小，钢板的机械性能较好，并比较稳定。

　　[0050]实施例2

　　[0051]实施例2选用的连铸坯的厚度为250mm。

　　[0052]连铸坯加热过程中，连铸坯的出炉温度为1201°C，加热时间为373分钟。连铸坯的化学成分的质量百分含量包 括:C0.16%、Si0.28%、Mnl.47%、P0.009%、S0.006%、Als0.023%、Ca0.001%，余量为Fe和不可避免的杂质。

　　[0053]然后将加热后的板坯进行第一阶段轧制和第二阶段轧制，两段轧制工序结束后得到厚度为36mm的钢板。再将该钢板进行冷却。

　　[0054]轧制和冷却工序对钢板的材料的化学成分的含量影响不大，因此，生产的得到的实施例2的钢板的材料的化学成分的质量百分含量包括:C0.16%、Si0.28%、Mnl.47%、P0.009%、S0.006%、Als0.023%、Ca0.001%，余量为 Fe 和不可避免的杂质。

　　[0055]详细的轧制和冷却的工艺参数见表1。生产得到的实施例2的钢板的力学性能见表2。

　　[0056]如图2所示，为本发明的实施例2的钢板的金相组织图。从图2可以看出，钢板的组织为铁素体和珠光体，晶粒大小均匀，晶粒较细小，钢板的机械性能较好，并比较稳定。

　　[0057]实施例3

　　[0058]实施例3选用的连铸坯的厚度为250mm。

　　[0059]连铸坯加热过程中，连铸坯的出炉温度为1170°C，加热时间为250分钟。连铸坯的化学成分的质量百分含量包括:C0.15%、Si0.2%, Mnl.38%、P0.02%、S0.008%、Als0.023%、Ca0.0025%，余量为Fe和不可避免的杂质。

　　[0060]然后将加热后的板坯进行第一阶段轧制和第二阶段轧制，两段轧制工序结束后得到厚度为25mm的钢板。再将该钢板进行冷却。

　　[0061]轧制和冷却工序对钢板的材料的化学成分的含量影响不大，因此，生产的得到的实施例3的钢板的材料的化学成分的质量百分含量包括:C0.15%、Si0.2%、Mnl.38%、P0.02%、S0.008%、Als0.023%、Ca0.0025%，余量为 Fe 和不可避免的杂质。

　　[0062]详细的轧制和冷却的工艺参数见表1。生产得到的实施例3的钢板的力学性能见表2。

　　[0063]如图3所示，为本发明的实施例3的钢板的金相组织图。从图3可以看出，钢板的组织为铁素体和珠光体，晶粒大小均匀，晶粒较细小，钢板的机械性能较好，并比较稳定。

　　[0064]实施例4

　　[0065]实施例4选用的连铸坯的厚度为250mm。

　　[0066]连铸坯加热过程中，连铸坯的出炉温度为1198°C，加热时间为440分钟。连铸坯的化学成分的质量百分含量包括:C0.19%、Si0.38%、Mnl.55%、P0.012%、S0.012%、Als0.015%、Ca0.0021%，余量为Fe和不可避免的杂质。

　　[0067]然后将加热后的板坯进行第一阶段轧制和第二阶段轧制，两段轧制工序结束后得到厚度为20mm的钢板。再将该钢板进行冷却。

　　[0068]轧制和冷却工序对钢板的材料的化学成分的含量影响不大，因此，生产的得到的实施例4的钢板的材料的化学成分的质量百分含量包括:C0.19%、Si0.38%、Mnl.55%、P0.012%、S0.012%、Als0.015%, Ca0.0021%，余量为 Fe 和不可避免的杂质。

　　[0069]详细的轧制和冷却的工艺参数见表1。生产得到的实施例4的钢板的力学性能见表2。

　　[0070]如图4所示，为本发明的实施例4的钢板的金相组织图。从图4可以看出，钢板的组织为铁素体和珠光体， 晶粒大小均匀，晶粒较细小，钢板的机械性能较好，并比较稳定。

　　[0071]实施例5

　　[0072]实施例5选用的连铸坯的厚度为250mm。

　　[0073]连铸坯加热过程中，连铸坯的出炉温度为1210°C，加热时间为385分钟。连铸坯的化学成分的质量百分含量包括:C0.18%、Si0.4%、Mnl.3%、P0.009%、S0.007%、Als0.03%、Ca0.0018%，余量为Fe和不可避免的杂质。

　　[0074]然后将加热后的板坯进行第一阶段轧制和第二阶段轧制，两段轧制工序结束后得到厚度为30mm的钢板。再将该钢板进行冷却。

　　[0075]轧制和冷却工序对钢板的材料的化学成分的含量影响不大，因此，生产的得到的实施例5的钢板的材料的化学成分的质量百分含量包括:C0.18%、Si0.4%、Mnl.3%、P0.009%、S0.007%、Als0.03%、Ca0.0018%，余量为 Fe 和不可避免的杂质。

　　[0076]详细的轧制和冷却的工艺参数见表1。生产得到的实施例5的钢板的力学性能见表2。

　　[0077]如图5所示，为本发明的实施例5的钢板的金相组织图。从图5可以看出，钢板的组织为铁素体和珠光体，晶粒大小均匀，晶粒较细小，钢板的机械性能较好，并比较稳定。

　　[0078]表1本发明的各实施例的轧制及冷却的工艺参数

　　[0079]

　　【权利要求】

　　1.一种低合金高强度钢板，其特征在于，其材料的化学成分的质量百分含量包括:C0.15 ~0.19%,Si0.2 ~0.4%、Mnl.3 ~1.55%,P ( 0.02%,S ( 0.012%、Als0.015 ~0.03%、Ca0.001~0.0025%，其余为铁和杂质。

　　2.如权利要求1所述的低合金高强度钢板，其特征在于，其材料的化学成分的质量百分含量包括:C0.17%、Si0.32%、Mnl.45%、P0.009%、S0.005%、Als0.024%、Ca0.0018% ;或者，C0.16%, Si0.28%, Mn 1.47%, P0.009%, S0.006%、Als0.023%、Ca0.001% ;或者，C0.15%、Si0.2%、Mnl.38%、P0.02%、S0.008%、Als0.023%、Ca0.0025% ；或者，C0.19%、Si0.38%、Mnl.55%、P0.012%、S0.012%、Als0.015%、Ca0.0021% ；或者，C0.18%、Si0.4%、Mnl.3%、P0.009%、S0.007%、Als0.03%、Ca0.0018%。

　　3.一种低合金高强度钢板的生产方法，其特征在于，包括:连铸坯加热、板坯轧制和冷却，生产得到的低合金高强度钢板的材料的质量百分含量包括:C0.15~0.19%、Si0.2~0.4%, Mn 1.3 ~1.55%、P ( 0.02%、S ( 0.012%、Als0.015 ~0.03%、Ca0.001 ~0.0025%，其余为铁和杂质。

　　4.如权利要求3所述的低合金高强度钢板的生产方法，其特征在于:所述连铸坯加热的出炉温度为1170-1210°C，加热时间为250~440分钟。

　　5.如权利要求3所述的低合金高强度钢板的生产方法，其特征在于:所述板坯轧制包括第一阶段轧制和第二阶段轧制。

　　6.如权利要求5所述的低合金高强度钢板的生产方法，其特征在于:所述第一阶段轧制开轧时板坯的厚度为所述连铸坯的厚度，所述第一阶段轧制的开轧温度为1160~1195°C，所述第一阶段轧制的终轧温度> 980°C，所述第一阶段轧制的轧制道次数为5~10。

　　7.如权利要求5所述的低合金高强度钢板的生产方法，其特征在于:所述第二阶段轧制开轧时板坯的厚度为2-3.5倍所述生产得到的低合金高强度钢板的厚度，所述第二阶段轧制的开轧温度为870~940°C，所述第二阶段轧制的终轧温度为820~840°C，所述第二阶段轧制的轧制道次数为5~7。

　　8.如权利要求3所述的低合金高强度钢板的生产方法，其特征在于:所述冷却为层流冷却，冷却速度为10~20°C /s，终冷温度为640~700°C。

　　9.如权利要求3所述的低合金高强度钢板的生产方法，其特征在于:生产得到的厚规格钢板的材料的质量百分含量包括:C0.17%、Si0.32%、Mnl.45%、P0.009%、S0.005%、Als0.024%、Ca0.0018% ;或者，C0.16%、Si0.28%、Mnl.47%、P0.009%、S0.006%、Als0.023%、Ca0.001% ;或者，C0.15%、Si 0.2%、Mnl.38%、P0.02%、S0.008%、Als0.023%、Ca0.0025% ;或者，C0.19%、Si0.38%、Mnl.55%、P0.012%、S0.012%、Als0.015%、Ca0.0021% ;或者，C0.18%、Si0.4%、Mnl.3%、P0.009%、S0.007%、Als0.03%、Ca0.0018%。

　　【文档编号】C21D8/02GK103602885SQ201310499207

　　【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年10月22日 优先权日:2013年10月22日

　　【发明者】温利军, 董瑞峰, 高军 申请人:内蒙古包钢钢联股份有限公司

　　厚规格钢板及其生产方法

　　【专利摘要】本发明公开了一种厚规格钢板，其材料的化学成分的质量百分含量包括：C0.14～0.19%、Si0.2～0.5%、Mn1.2～1.55%、P≤0.015%、S≤0.005%、V0.01～0.025、Nb0.01～0.025、Als0.015～0.28%、Ti0.01～0.02%、Ca0.0015～0.003%，其余为铁和杂质。本发明还公开了一种厚规格钢板的生产方法，包括：连铸坯生产、连铸坯加热、轧制、冷却和热处理。本发明工艺简单、成本低，可以生产具有良好的Z向性能，并且探伤质量好的厚规格钢板。

　　【专利说明】厚规格钢板及其生产方法

　　【技术领域】

　　[0001]本发明涉及金属材料领域，具体地说，涉及一种厚规格钢板及其生产方法。

　　【背景技术】

　　[0002]厚规格钢板，特别是厚规格Q345DZ35钢板大量应用于工程机械上，随着装备的大型化，设备使用时受力情况越来越复杂化，钢板的厚度也呈越来越厚之势，钢板内部质量却越来越要求严格。现在工程机械领域对IOOmm以上具有良好抗层状撕裂能力、保探伤的钢板需求较大，而生产这类钢板的技术难度较大。传统的生产方法是采用模铸工艺生产，生产成本高，能源消耗大，成材率低，且探伤质量不容易保证。随着连铸坯厚度的增加，这类钢板现在也有采用连铸坯生产的，但用连铸坯生产由于压缩比减小，面临着钢板Z向性能较差、探伤质量不容易保证等问题，导致成材率下降。

　　[0003]现有的生产厚规格钢板，特别是厚规格Q345DZ35钢板的技术中为了使钢板的机械性能满足要求，探伤质量较好，在钢里添加了 Cr及昂贵的合金Ni，使钢板的合金成本增加，同时由于Ni的加入，钢板表面的氧化铁皮不易去除，表面质量较差。

　　【发明内容】

　　[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种厚规格钢板，具有良好的Z向性能，并且其探伤质量好。

　　[0005]本发明的技术方案如下:

　　[0006]—种厚规格钢板，其材料的化学成分的质量百分含量包括:C0.14~0.19%、Si0.2 ~0.5%、Mnl.2 ~1.55%,P≤ 0.015%、S ≤0.005%,V0.01 ~0.025,Nb0.01 ~0.025、酸溶铝 Als0.015 ~0.28%、Ti0.01 ~0.02%、Ca0.0015 ~0.003%，其余为铁和杂质。

　　[0007]进一步，所述厚规格钢板的材料的化学成分的质量百分含量包括:C0.17%、Si0.44%、Mnl.44%、P0.011%、S0.003%、V0.023%、Nb0.022%、Als0.024%、Ti0.011% 和Ca0.0022% ；或者，C0.17%、Si0.44%、Mnl.44%、P0.011%、S0.003%、V0.023%、Nb0.022%、Als0.024%、Ti0.011% 和 Ca0.0022% ;或者，C0.14%、Si0.5%、Mnl.45%、P0.015%、S0.003%、V0.02%、Nb0.025%、Als0.015%、Ti0.011% 和 Ca0.0022% ;或者，C0.17%、Si0.2%、Mnl.55%、P0.015%、S0.005%、V0.01%、Nb0.023%、Als0.028%、Ti0.015% 和 Ca0.003% ;或者，C0.19%、Si0.36%、Mnl.2%,P0.008%、S0.005%、V0.025%、Nb0.01%、Als0.015%、Ti0.02% 和 Ca0.003%。

　　[0008]本发明所要解决的另一技术问题是提供一种厚规格钢板的生产方法，工艺简单、成本低。

　　[0009]本发明的另一技术方案如下:

　　[0010]—种厚规格钢板的生产方法,包括:连铸还生产、连铸还加热、轧制、冷却和热处理，生产得到的厚规格钢板的材料的质量百分含量包括:C0.14~0.19%、Si0.2~0.5%、Mnl.2 ~1.55%、P ≤ 0.015%、S ≤ 0.005%、V0.01 ~0.025、Nb0.01 ~0.025、Als0.015 ~0.28%、Ti0.01 ~0.02%、Ca0.0015 ~0.003%，其余为铁和杂质。[0011]进一步,所述连铸还生产包括:铁水预处理、铁水冶炼、LF (Ladle Furnace)炉精炼、RH (Ruhstahl Hausen)炉真空脱气处理和连铸。

　　[0012]进一步:所述连铸坯的厚度为300mm。

　　[0013]进一步:所述连铸采用电磁搅拌和轻压下，所述连铸后的连铸坯的厚度为300mm。

　　[0014]进一步:所述连铸坯加热的温度为1180_1240°C，加热时间为365~378分钟。 [0015]进一步:所述轧制包括第一阶段轧制和第二阶段轧制；所述第一阶段轧制开轧时板坯的厚度为所述连铸坯的厚度，所述第一阶段轧制的开轧温度为1170~1230°C，所述第一阶段轧制的终轧温度> 980°C，所述第一阶段轧制的轧制道次数为5~10 ;所述第二阶段轧制开轧时板坯的厚度为1.1-1.5所述生产得到的厚规格钢板的厚度，所述第二阶段轧制的开轧温度为885~960°C，所述第二阶段轧制的终轧温度为810~880°C，所述第二阶段轧制的轧制道次数为5~7。

　　[0016]进一步:所述冷却为层流冷却，冷却速度为5~10°C/s，终冷温度为620~700°C。

　　[0017]进一步:所述热处理采用正火工艺，所述正火的温度为860~920°C，并在860~920°C保温20分钟，所述正火后采用自然空冷方式冷却。

　　[0018]进一步:生产得到的厚规格钢板的材料的质量百分含量包括:C0.17%、Si0.44%、Mnl.44%,P0.011%,S0.003%,V0.023%、Nb0.022%、Als0.024%、Ti0.011% 和 Ca0.0022% ;或者，C0.17%、Si0.44%、Mnl.44%、P0.011%、S0.003%、V0.023%、Nb0.022%、Als0.024%、Ti0.011%和 Ca0.0022% ；或者，C0.14%、Si0.5%、Mnl.45%、P0.015%、S0.003%、V0.02%、Nb0.025%、Als0.015%、Ti0.011% 和 Ca0.0022% ;或者，C0.17%、Si0.2%、Mnl.55%、P0.015%、S0.005%、V0.01%、Nb0.023%、Als0.028%、Ti0.015% 和 Ca0.003% ；或者，C0.19%、Si0.36%、Mnl.2%、P0.008%、S0.005%、V0.025%、Nb0.01%、Als0.015%、Ti0.02% 和 Ca0.003%。

　　[0019]本发明的技术效果如下:

　　[0020]1、本发明的厚规格钢板的Z向性能良好，探伤质量好。

　　[0021]2、本发明的厚规格钢板的韧性良好，-20°C冲击功在245J以上。

　　[0022]3、本发明的厚规格钢板的屈服强度在330~360MPa之间，抗拉强度在490~520MPa之间，延伸率≥27%，强度适中，塑性良好。

　　[0023]4、本发明的厚规格钢板的表面质量良好，没有裂纹、麻坑等表面质量缺陷。

　　[0024]5、本发明的厚规格钢板的生产方法的工艺简单，不添加Ni等贵重合金元素，成本低；采用连铸坯生产,成材率高。

　　【专利附图】

　　【附图说明】

　　[0025]图1为本发明的实施例1的钢板的金相组织图；

　　[0026]图2为本发明的实施例2的钢板的金相组织图；

　　[0027]图3为本发明的实施例3的钢板的金相组织图；

　　[0028]图4为本发明的实施例4的钢板的金相组织图；

　　[0029]图5为本发明的实施例5的钢板的金相组织图。

　　【具体实施方式】

　　[0030]本发明的厚规格钢板按照如下组分配料:C0.14~0.19%,Si0.2~0.5%、Mnl.2~1.55%、P ≤ 0.015%、S ≤0.005%、V0.01 ~0.025%、Nb0.01 ~0.025%、Als0.015 ~0.28%、Ti0.01~0.02%和Ca0.0015~0.003%，其余为铁和杂质。

　　[0031]本发明的厚规格钢板的生产方法的流程如下:

　　[0032]步骤S1:连铸坯生产

　　[0033]连铸坯生产具体包括以下步骤:

　　[0034]步骤SlOl:铁水预处理

　　[0035]将铁水进行脱硫预处理。因为P、S是有害的，且在钢水凝固时是易偏析元素，所以P、S的含量控制应较低。 [0036]铁水预处理工艺:采用镁基脱硫，要求脱硫后铁水中S的质量百分含量< 0.005%,铁水温度> 1270°C。

　　[0037]步骤S102:铁水冶炼

　　[0038]铁水冶炼时添加的废钢为钢质纯净的优质废钢。采用顶底复吹转炉脱碳、脱磷。入炉铁水的Si的质量百分含量控制在0.80%以下，过程枪位控制在1.6~2.5m之间，终渣碱度控制在2.6~2.8之间，终点C的质量百分含量控制在0.05%以上，P的质量百分含量控制在0.012%以下。出钢时采用挡渣锥进行挡渣，出钢过程中严禁下渣。

　　[0039]步骤S103:LF炉精炼

　　[0040]采取大渣量进行造渣，白渣保持时间控制在Smin以上，使用铝线、铝铁线脱氧；精炼结束后确保软吹时间> 12min ;根据实际情况控制上钢温度，确保钢水过热度控制在17~30°C之间。

　　[0041]步骤S104:RH炉真空脱气处理

　　[0042]真空度要求< 133Pa，真空处理时间≥35分钟。

　　[0043]步骤S105:连铸

　　[0044]连铸采用电磁搅拌和轻压下，电磁搅拌的频率为6Hz,电流为320A,压下位置为6、

　　7、8三个段，压下量为2.0mm、2.0mm、2.0mm。生产该钢板必须要求板坯质量良好，因此采用电磁搅拌和轻压下技术，目的是减少钢板的中心偏析，改善板坯内部质量，从而改善钢板内部质量。连铸后的连铸坯的厚度优选300mm。要保证钢板良好的Z向拉伸性能，除钢水纯净度、板坯质量要求较高外，还需要一定的压缩比，因此优选300mm厚断面的连铸坯进行后续生产。

　　[0045]步骤S2:连铸坯加热

　　[0046]连铸坯出炉温度为1180_1240°C，加热时间为365~378分钟。

　　[0047]步骤S3:轧制

　　[0048]轧制包括第一阶段轧制和第二阶段轧制。

　　[0049]第一阶段轧制开轧时板坯的厚度为连铸坯的厚度。第一阶段轧制的开轧温度为1170~1230°C。第一阶段轧制的终轧温度> 980°C。第一阶段轧制的轧制道次数为5~10。

　　[0050]第二阶段轧制开轧时板坯的厚度为1.1-1.5倍生产得到的厚规格钢板(即成品钢板)的厚度。第二阶段轧制的开轧温度为885~960°C。第二阶段轧制的终轧温度为810~880°C。第二阶段轧制的轧制道次数为5~7。

　　[0051]本发明是在奥氏体再结晶区、未再结晶区对上述加热好的连铸坯进行控制轧制。上述第一阶段轧制即为奥氏体再结晶区控制轧制。这一阶段采用低速、大压下的轧制策略，要求轧制速度不大于2m/s，至少有两道压下率大于15%，通过奥氏体的反复再结晶，充分细化奥氏体晶粒，增加晶界面积，增加奥氏体向铁素体转变的形核位置。同时轧制产生的高温焊合作用很大程度上消除了连铸坯内部的疏松、微裂纹等缺陷，使钢板的致密度提高。奥氏体再结晶控轧结束后，中间坯在辊道上摆动降温，降温方式为自然空冷，降温至第二阶段轧制的开轧温度开始第二阶段轧制。第二阶段轧制属于非再结晶控轧，通过Nb的碳氮化物析出，钉扎位错，晶粒内部在轧制变形下产生应变。通过多道次轧制，晶粒内部积累了大量的形变能和相变形核位置。

　　[0052]步骤S4:冷却

　　[0053]冷却采用层流冷却，冷却速度为5~10°C /s，终冷温度为620~700°C。

　　[0054]轧制后本发明通过快速冷却和较低的终冷温度，得到细小的铁素体和珠光体组织。

　　[0055]步骤S5:热处理

　　[0056]热处理采用正火工艺。正火的温度为860~920°C，并在860~920°C保温20分钟。正火后的钢板采用自然空冷方式冷却。

　　[0057]由于本发明的钢板较厚，沿厚度方向组织存在一定的差别，越靠近表面的组织越细小，越到钢板的心部组织越粗大，而如果钢板心部组织粗大会影响钢板的Z向拉伸性能。因此，为了进一步改善钢板 的性能，需对钢板进行正火处理，经正火后的钢板组织更加均匀细小，Z向拉伸性能也会更好。

　　[0058]经过上述工艺生产的得到的厚规格钢板的材料的化学成分的质量百分含量为:C0.14 ~0.19%、Si0.2 ~0.5%, Mn 1.2 ~1.55%、P ( 0.015%、S ( 0.005%、V0.01 ~0.025、Nb0.01 ~0.025、Als0.015 ~0.28%、Ti0.01 ~0.02%, Ca0.0015 ~0.003%，其余为铁和杂质。

　　[0059]实施例1

　　[0060]将原料按照目标成分配比，经过铁水预处理、铁水冶炼、LF炉精炼、RH炉真空脱气处理和连铸后，得到的连铸坯的厚度为300mm。

　　[0061]连铸坯加热过程中，连铸坯的出炉温度为1232°C，加热时间为365分钟。连铸坯的化学成分的质量百分含量包括:C0.17%、Si0.44%、Mnl.44%、P0.011%、S0.003%、V0.023%、Nb0.022%、Als0.024%、Ti0.011% 和 Ca0.0022%，余量为 Fe 和不可避免的杂质。

　　[0062]连铸坯加热后进行轧制，轧制工序结束后得到厚度为IlOmm的钢板。再将该钢板进行冷却和热处理，热处理时间为20分钟，热处理后采用自然空冷方式冷却。详细的轧制、冷却及热处理的工艺参数见表1。

　　[0063]轧制、冷却和热处理工序对钢板的材料的化学成分的含量影响不大，因此，生产的得到的实施例1的厚规格钢板的材料的化学成分的质量百分含量柏阔:C0.17%、Si0.44%、Mnl.44%、P0.011%、S0.003%、V0.023%、Nb0.022%、Als0.024%、Ti0.011% 和 Ca0.0022%,余量为Fe和不可避免的杂质。生产得到的实施例1的厚规格钢板的力学性能见表2。

　　[0064]如图1所示，为本发明的实施例1的钢板的金相组织图。从图中可以看出，按照本发明的配方和方法生产的钢板晶粒较细小，组织均匀，没有混晶、明显的带状组织，这样的钢板的机械性能良好并且比较稳定。[0065]实施例2

　　[0066]将原料按照目标成分配比，经过铁水预处理、铁水冶炼、LF炉精炼、RH炉真空脱气处理和连铸后，得到的连铸坯的厚度为300mm。

　　[0067]连铸坯加热过程中，连铸坯的出炉温度为1216°C，加热时间为373分钟。连铸坯的化学成分的质量百分含量包括:C0.17%、Si0.44%、Mnl.44%、P0.011%、S0.003%、V0.023%、Nb0.022%、Als0.024%、Ti0.011% 和 Ca0.0015%，余量为 Fe 和不可避免的杂质。

　　[0068]连铸坯加热后进行轧制，轧制工序结束后得到厚度为115mm的钢板。再将该钢板进行冷却和热处理，热处理时间为20分钟，热处理后采用自然空冷方式冷却。详细的轧制、冷却及热处理的工艺参数见表1。

　　[0069]轧制、冷却和热处理工序对钢板的材料的化学成分的含量影响不大，因此，生产的得到的实施例2的厚规格钢板的材料的化学成分的质量百分含量包括:C0.17%、Si0.44%、Mnl.44%、P0.011%、S0.003%、V0.023%、Nb0.022%、Als0.024%、Ti0.011% 和 Ca0.0015%，余量为Fe和不可避免的杂质。生产得到的实施例2的厚规格钢板的力学性能见表2。

　　[0070]如图2所示，为本发明的实施例2的钢板的金相组织图。从图中可以看出，按照本发明的配方和方法生产的钢板晶粒较细小，组织均匀，没有混晶、明显的带状组织，这样的钢板的机械性能良好并且比较稳定。

　　[0071]实施例3

　　[0072]将原料按照目标成分配比，经过铁水预处理、铁水冶炼、LF炉精炼、RH炉真空脱气处理和连铸后，得到的连铸坯的厚度为300mm。

　　[0073]连铸坯加热过程中，连铸坯的出炉温度为1180°C，加热时间为378分钟。连铸坯的化学成分的质量百分含量包括:C0.14%、Si0.5%、Mnl.45%、P0.015%、S0.003%、V0.02%、Nb0.025%、Als0.015%、Ti0.011% 和 Ca0.0022%，余量为 Fe 和不可避免的杂质。

　　[0074]连铸坯加热后进行轧制，轧制工序结束后得到厚度为115mm的钢板。再将该钢板进行冷却和热处理，热处理时间为20分钟，热处理后采用自然空冷方式冷却。详细的轧制、冷却及热处理的工艺参数见表1。

　　[0075]轧制、冷却和热处理工序对钢板的材料的化学成分的含量影响不大，因此，生产的得到的实施例3的厚规格钢板的材料的化学成分的质量百分含量包括:C0.14%、Si0.5%、Mnl.45%,P0.015%、S0.003%、V0.02%,Nb0.025%, Als0.015%, Ti0.011% 和 Ca0.0022%，余量为Fe和不可避免的杂质。生产得到的实施例3的厚规格钢板的力学性能见表2。

　　[0076]如图3所示，为本发明的实施例3的钢板的金相组织图。从图中可以看出，按照本发明的配方和方法生产的钢板晶粒较细小，组织均匀，没有混晶、明显的带状组织，这样的钢板的机械性能良好并且比较稳定。

　　[0077]实施例4

　　[0078]将原料按照目标成分配比，经过铁水预处理、铁水冶炼、LF炉精炼、RH炉真空脱气处理和连铸后，得到的连铸坯的厚度为300mm。

　　[0079]连铸坯加热过程中，连铸坯的出炉温度为1240°C，加热时间为378分钟。连铸坯的化学成分的质量百分含量包括:C0.17%、Si0.2%、Mnl.55%、P0.015%、S0.005%、V0.01%、Nb0.023%、Als0.028%、Ti0.015% 和 Ca0.003%，余量为 Fe 和不可避免的杂质。

　　[0080]连铸坯加热后进行轧制，轧制工序结束后得到厚度为110mm的钢板。再将该钢板进行冷却和热处理，热处理时间为20分钟，热处理后采用自然空冷方式冷却。详细的轧制、冷却及热处理的工艺参数见表1。

　　[0081]轧制、冷却和热处理工序对钢板的材料的化学成分的含量影响不大，因此，生产的得到的实施例4的厚规格钢板的材料的化学成分的质量百分含量为:C0.17%、Si0.2%、Mnl.55%、P0.015%、S0.005%、V0.01%、Nb0.023%、Als0.028%、Ti0.015% 和 Ca0.003%,余量为Fe和不可避免的杂质。生产得到的实施例4厚规格钢板的力学性能见表2。

　　[0082]如图4所示，为本发明的实施例4的钢板的金相组织图。从图中可以看出，按照本发明的配方和方法生产的钢板晶粒较细小，组织均匀，没有混晶、明显的带状组织，这样的钢板的机械性能良好并且比较稳定。

　　[0083]实施例5[0084]将原料按照目标成分配比，经过铁水预处理、铁水冶炼、LF炉精炼、RH炉真空脱气处理和连铸后，得到的连铸坯的厚度为300mm。

　　[0085]连铸坯加热过程中，连铸坯的出炉温度为1240°C，加热时间为378分钟。连铸坯的化学成分的质量百分含量包括:C0.19%、Si0.36%、Mnl.2%、P0.008%、S0.005%、V0.025%、Nb0.01%、Als0.015%、Ti0.02% 和 Ca0.003%，余量为 Fe 和不可避免的杂质。

　　[0086]连铸坯加热后进行轧制，轧制工序结束后得到厚度为IlOmm的钢板。再将该钢板进行冷却和热处理，热处理时间为20分钟，热处理后采用自然空冷方式冷却。详细的轧制、冷却及热处理的工艺参数见表1。

　　[0087]轧制、冷却和热处理工序对钢板的材料的化学成分的含量影响不大，因此，生产的得到的实施例5的厚规格钢板的材料的化学成分的质量百分含量为:C0.19%、Si0.36%、Mnl.2%, P0.008%、S0.005%、V0.025%、Nb0.01%、Als0.015%、Ti0.02% 和 Ca0.003%，余量为 Fe和不可避免的杂质。生产得到的实施例5厚规格钢板的力学性能见表2。

　　[0088]如图5所示，为本发明的实施例5的钢板的金相组织图。从图中可以看出，按照本发明的配方和方法生产的钢板晶粒较细小，组织均匀，没有混晶、明显的带状组织，这样的钢板的机械性能良好并且比较稳定。

　　[0089]表1本发明的各实施例的轧制、冷却及热处理的工艺参数

　　[0090]

　　【权利要求】

　　1.一种厚规格钢板，其特征在于，其材料的化学成分的质量百分含量包括:C0.14~0.19%,Si0.2 ~0.5%、Mnl.2 ~1.55%,P ( 0.015%、S ( 0.005%,V0.01 ~0.025,Nb0.01 ~0.025、Als0.015 ~0.28%、Ti0.01 ~0.02%、Ca0.0015 ~0.003%，其余为铁和杂质。

　　2.如权利要求1所述的厚规格钢板，其特征在于，其材料的化学成分的质量百分含量包括:C0.17%、Si0.44%、Mnl.44%、P0.011%、S0.003%、V0.023%、Nb0.022%、Als0.024%、Ti0.011% 和 Ca0.0022% ；或者，C0.17%、Si0.44%、Mnl.44%、P0.011%、S0.003%、V0.023%、Nb0.022%、Als0.024%、Ti0.011% 和 Ca0.0022% ;或者，C0.14%、Si0.5%、Mnl.45%、P0.015%、S0.003%、V0.02%、Nb0.025%、Als0.015%、Ti0.011% 和 Ca0.0022% ;或者，C0.17%、Si0.2%、Mnl.55%、P0.015%、S0.005%、V0.01%、Nb0.023%、Als0.028%、Ti0.015% 和 Ca0.003% ;或者，C0.19%、Si0.36%、Mnl.2%、P0.008%、S0.005%、V0.025%、Nb0.01%、Als0.015%、Ti0.02% 和Ca0.003%。

　　3.一种厚规格钢板的生产方法，其特征在于，包括:连铸坯生产、连铸坯加热、轧制、冷却和热处理，生产得到的厚规格钢板的材料的质量百分含量包括:C0.14~0.19%、Si0.2 ~0.5%、Mnl.2 ~1.55%,P ( 0.015%、S ( 0.005%,V0.01 ~0.025,Nb0.01 ~0.025、Als0.015 ~0.28%、Ti0.01 ~0.02%、Ca0.0015 ~0.003%，其余为铁和杂质。

　　4.如权利要求3所述的厚规格钢板的生产方法，其特征在于，所述连铸坯生产包括:铁水预处理、铁水冶炼、LF炉精炼、RH炉真空脱气处理和连铸。

　　5.如权利要求4所述的厚规格钢板的生产方法，其特征在于:所述连铸坯的厚度为300mmo

　　6.如权利要求3所述的厚规格钢板的生产方法，其特征在于:所述连铸坯加热的温度为1180-1240°C，加热时间为365~378分钟。

　　7.如权利要求3所述的厚规格钢板的生产方法，其特征在于:所述轧制包括第一阶段轧制和第二阶段轧制； 所述第一阶段轧制开轧时板坯的厚度为所述连铸坯的厚度，所述第一阶段轧制的开轧温度为1170~1230°C，所述第一阶段轧制的终轧温度> 980°C，所述第一阶段轧制的轧制道次数为5~10 ; 所述第二阶段轧制开轧时板坯的厚度为1.1-1.5所述生产得到的厚规格钢板的厚度，所述第二阶段轧制的开轧温度为885~960°C，所述第二阶段轧制的终轧温度为810~880°C，所述第二阶段轧制的轧制道次数为5~7。

　　8.如权利要求3所述的厚规格钢板的生产方法，其特征在于:所述冷却为层流冷却，冷却速度为5~10°C /s，终冷温度为620~700°C。

　　9.如权利要求3所述的厚规格钢板的生产方法，其特征在于:所述热处理采用正火工艺，所述正火的温度为860~920°C，并在860~920°C保温20分钟，所述正火后采用自然空冷方式冷却。

　　10.如权利要求3~9任一项所述的厚规格钢板的生产方法，其特征在于:生产得到的厚规格钢板的材料的质量百分含量包括:C0.17%、Si0.44%、Mnl.44%、P0.011%、S0.003%、V0.023%、Nb0.022%、Als0.024%、Ti0.011% 和 Ca0.0022% ;或者，C0.17%、Si0.44%、Mnl.44%、P0.011%、S0.003%、V0.023%、Nb0.022%、Als0.024%、Ti0.011% 和 Ca0.0022% ;或者，C0.14%、Si0.5%、Mnl.45%、P0.015%、S0.003%、V0.02%、Nb0.025%、Als0.015%、Ti0.011%和 Ca0.0022% ；或者，C0.17%、Si0.2%、Mnl.55%、P0.015%、S0.005%、V0.01%、Nb0.023%、Als0.028%、Ti0 .015% 和 Ca0.003% ；或者，C0.19%、Si0.36%、Mnl.2%、P0.008%、S0.005%、V0.025%、Nb0.01%、Als0.015%、Ti0.02%和 Ca0.003%。

　　【文档编号】C21D8/02GK103602892SQ201310499208

　　【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年10月22日 优先权日:2013年10月22日

　　【发明者】温利军, 董瑞峰, 王皓, 吴鹏飞 申请人:内蒙古包钢钢联股份有限公司