专利名称：一种屈服强度690MPa级高强度钢板的生产方法
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 O. 09 %、Si :0· 25 O. 50 %、Mn :I. 4 I. 7 %、P :彡 O. 020 %、S :(O. 010%,Cr ( O. 45%,Mo ( O. 20%,Nb :0. 04 O. 05%,V :0. 05 O. 07%,Ti :0. 005 O. 020%,B :0. 0005 O. 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I、加热和轧制加热温度1180 1220°C，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°C，第I 2道次压下量应大于10%，其次至少有I 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°C，累积压下率大于60%，终轧温度为810 840°C。2、冷却控制轧制结束后，钢板进入加速冷却装置，按25°C /s以上的冷却速度冷却至3000C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 V,保温时间为20min+tX2. 5min/mm,其中t为钢板厚度,单位为nn。本发明的有益效果为I、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。
图I为本发明实施例I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I按表I所示的化学成分冶炼，并浇铸成钢锭，将钢锭加热至1220°C，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°C，第I 2道次压下量应大于10%，其次至少有I 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°C，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Aiv终轧温度为840°C，成品钢板厚度为20mm。轧制结束后，钢板进入加速冷却(ACC)装置，以25°C /s的速度冷却至270°C，出水后冷床冷却。之后对钢板进行回火热处理，回火温度500°C,保温时间为20min+tX2. 5min/mm,其中t为钢板厚度,单位为mm。由于钢板在轧制过程中积累了密度很高的位错和极高的应变能，高密度的位错将与Nb的析出物Nb(CN)粒子相互作用，在轧制完成至加速冷却的空冷(驰豫)过程中，这种相互作用促使在奥氏体晶粒内部形成大量细小的多边形位错胞结构，Nb原子在位错墙上的偏聚以及大量微细Nb (CN)在位错胞壁上的析出，稳定了这种具有一定取向差的多边形胞状结构。同时，一个道次的较大变形具有诱导铁素体相变的作用，在这种诱导作用下，Ar3A有所提高，即出现所谓“应变诱导相变”现象，在未再结晶温度区较大的变形量，将有利于针状铁素体的晶内形核，同时会使贝氏体基体上的马氏体岛分布更加均匀弥散，最终得到板条状贝氏体和马氏体的整合组织。实施例2实施方式同实施例1，其中加热温度为1200°C，保温150分钟，第一阶段轧制的开轧温度为1160°C，轧件厚度为54mm，第二阶段轧制的开轧温度为910°C，终轧温度为830°C，成品钢板厚度为18mm ;钢板冷却速度为25Γ /s，终冷温度为28(TC。之后对钢板进行回火热处理，回火温度55(TC，保温时间为20min+tX2. 5min/mm，其中t为钢板厚度，单位为mm。实施例3实施方式同实施例1，其中加热温度为1200°C，保温150分钟；第一阶段乳制的开乳温度为1150°C，乳件厚度为48mm ;第二阶段乳制的开乳温度为910°C，终乳温度为84(TC，成品钢板厚度为16mm ;钢板冷却速度为27Γ /s，终冷温度为30(TC。之后对钢板进行回火热处理，回火温度60(TC，保温时间为20min+t X 2. 5min/mm，其中t为钢板厚度，单位为mm。表I本发明实施例I 3的化学成分(wt % )
权利要求
1.一种屈服强度690MPa级高强度钢板的生产方法，其特征在于，所述钢板的化学成分按重量百分比为 C 0. 04 O. 09%,Si 0. 25 O. 50%,Mn 1. 4 I. 7%,P :彡 O. 020%,S (O. 010%,Cr ( O. 45%,Mo ( O. 20%,Nb :0. 04 O. 05%,V :0. 05 O. 07%,Ti :0. 005 O.020%,B :0. 0005 O. 0025%，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.一种如权利要求I所述的屈服强度690MPa高强度钢板的生产方法，其特征在于 按照权利要求I所述的的化学成分冶炼，并浇铸成钢锭，将钢锭制造成所述钢板的方法如下 1)、加热和轧制 (a)、在加热过程中，加热温度为1180 1220°C，保温时间为120 180min； (b)、轧制轧制分为第一阶段和第二阶段轧制 第一阶段在奥氏体再结晶区轧制，轧制过程中，开轧温度为1130 1180°C，第I 2道次压下量应大于10%，其余至少有I 2道次压下率控制在20 40% ; 第二阶段在奥氏体未再结晶区轧制，开轧温度900 950°C，轧制过程中，累积压下率大于60%，终轧温度为810 840°C ； 2)、冷却 在冷却过程中，钢板进入加速冷却装置，以20 25V /s的速度冷却至300°C以下，实现在线淬火，出水后空冷； 3)、回火热处理 钢板回火温度控制在500 600°C，保温时间为20min+tX2. 5min/mm，其中t为钢板厚度，单位为mm。
全文摘要
本发明提供了一种屈服强度690MPa级高强度钢板的生产方法，所述钢板的化学成分按重量百分比为C0.04～0.09％、Si0.25～0.50％、Mn1.4～1.7％、P≤0.020％、S≤0.010％、Cr≤0.45％、Mo≤0.20％、Nb0.04～0.05％、V0.05～0.07％、Ti0.005～0.020％、B0.0005～0.0025％，余量为Fe和不可避免的杂质。采用低碳微合金化设计，控制轧制后通过在线淬火(DQ)+回火工艺(T)，获得了回火马氏体+回火贝氏体的整合组织，从而获得了强度、塑性和韧性的良好匹配，同时降低了生产成本，提高了生产效率。
文档编号C22C38/38GK102851604SQ201210365900
公开日2013年1月2日 申请日期2012年9月22日 优先权日2012年9月22日
发明者杨雄, 路璐, 高志国, 刘莉, 王海明, 张辉, 康利明 申请人:内蒙古包钢钢联股份有限公司