低合金Q345E大于60mm厚钢板及制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种低合金Q345E大于60mm厚钢板及制造方法。本发明的化学成分按重量百分比计包括：C：0.06～0.1%；Si：0.2～0.5%；Mn：1.3～1.55%；P：≤0.015%；S：≤0.007%；Nb：0.015～0.03%；V：0.015～0.45%；其余为铁和不可避免杂质。该钢不需热处理工艺，只采用控轧+控冷。连铸坯加热后轧制成型，轧制分为第一阶段和第二阶段轧制，开轧温度1190～1230℃，终轧温度≥990℃，至少有两道次相对压下率≥15%。第二阶段轧制钢板开轧温度为890～930℃，终轧温度为870～900℃。轧制后的钢板进行层流冷却。采用本发明方法生产的低合金Q345E大于60mm厚钢板晶粒细小，钢板机械性能优良，-40℃的冲击功在200J以上，钢板屈服强度在420～490MPa之间，抗拉强度在520～600MPa之间，延伸率≥21%。
【专利说明】低合金Q345E大于60mm厚钢板及制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种低合金Q345E大于60mm厚钢板制造方法，特别涉及控轧+控冷工艺，属于材料成型领域。
【背景技术】
[0002]Q345E是一种低合金高强度结构钢，广泛用于能源、交通、建筑、工程机械等国民经济各个重要领域。随着各行各业的不断发展，Q345E的使用钢板有越来越厚的趋势。Q345E对钢板的低温冲击韧性要求较高，要求_40°C时的冲击功不低于34J。Q345E是典型的铁素体+珠光体组织钢，对于铁素体+珠光体组织钢来说，钢中的碳含量越低，钢板的韧性就越好，韧脆转变温度就越低；钢板的晶粒越细小，钢板的韧性就越好，钢板的韧脆转变温度就越低。现在多数宽厚板厂的Q345E的成分设计碳含量都较高，碳含量一般不低于0.12%，采用较高的碳含量设计，目的是为了提高钢板的强度，尤其是抗拉强度。而对于Q345E的厚规格钢板来说，由于受轧制时压缩比小和冷却速度较小的影响，一般的生产方法很难有效细化成品钢板晶粒，再加上碳含量较高，导致Q345E的冲击功偏低，-40°C的冲击功很多低于标准要求，产品性能不稳定。为了保证厚规格Q345E的冲击功满足要求，传统的生产方法是，将热轧后的Q345E进行正火处理。增加正火热处理工序后，钢板的机械性能会得到改善，冲击功提闻，但钢板的制造成本会大幅度升闻，生广周期延长。
[0003]专利号CN102041442A “一种低合金Q345E中厚钢板及其生产工艺”，介绍了只用控轧+控冷，不用热处理工艺生产Q345E钢板的方法，该方法生产的Q345E钢板机械性能都满足标准要求，-40°C的冲击功在100J以上，钢板的生产成本较低。
[0004]专利号CN102312156A “一种60mm以下保性能低合金Q345E+B钢板及其生产方法”，介绍了只用控轧+控冷，不用热处理工艺生产Q345E钢板的方法，该方法生产的Q345E钢板机械性能都满足标准要求，-400C的冲击功在80J以上，该钢种在传统的C-Mn钢基础上，添加了 0.05 ~0.20% 的 N1、0.02 ~0.05% 的 V。
[0005]上述两个专利虽然都取消了热处理工序，但只能生产60mm厚以下的钢板。上述第二个专利还在钢里添加了贵重金属Ni，使钢板的合金成本升高。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种工艺简单、成本低廉的低合金Q345E大于60mm厚钢板及制造方法。
[0007]本发明的技术解决方案是:
[0008]低合金Q345E大于60mm厚钢板的化学成分，按重量百分比:C:0.06~0.1%;Si:
0.2 ~0.5% ； Mn:1.3 ~1.55% ； P: ≤0.015% ； S: ≤0.007% ；Nb:0.015 ~0.03% ；V:
0.015~0.45% ;其余为铁和不可避免杂质。
[0009]本发明制备方法如下:
[0010](I)加热工艺:采用250mm厚连铸坯。连铸坯加热温度1200-1240°C，加热时间250~430分钟；
[0011](2)轧制成型工艺:钢坯加热好后进行轧制，轧制分为第一阶段和第二阶段轧制，第一阶段为奥氏体区再结晶轧制，第一阶段开轧厚度为板坯的厚度，开轧温度1190~1230°C，终轧温度≤990°C，至少有两道次相对压下率≤15%。第二阶段轧制钢板的开轧厚度为1.35-2.5倍成品钢板厚度，开轧温度为890~930°C，第二阶段终轧温度为870~900 0C ；
[0012](3)轧后冷却工艺将上述轧制后的钢板进行层流冷却，冷却速度为6~20°C /s，终冷温度为570~620°C。
[0013]对上述加热好的连铸坯是在奥氏体再结晶区、未再结晶区进行轧制。上述第一阶段的轧制即为奥氏体再结晶区轧制，通过高温区的奥氏体再结晶轧制，充分细化奥氏体晶粒，较大的单道次压下率有利于板坯内部的裂纹、疏松等缺陷在压力加工作用下焊合；第一阶段轧制结束后，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；通过轧后的快速冷却和低的终冷温度，得到晶粒细小的铁素体+珠光体并有少量贝氏体的组织。
[0014]本发明与已有技术比较，具有下列显著的优点和效果
[0015]I)本发明在C-Mn钢基础上，添加少量微合金Nb、V，通过控轧、控冷工艺就生产出了厚度大于60mm的Q345E钢板，省去了热处理工艺，工艺路线简单，缩短了生产周期，降低了生产成本。
[0016]2)采用本发明方法生产的钢板晶粒细小，韧性良好，-40°C夏比冲击功都在200J以上，远远超出标准要求。
[0017]3)本发明生产的低 合 金Q345E大于60mm厚钢板屈服强度在420~490MPa之间，抗拉强度在520~600MPa之间，延伸率≤21%。
[0018]4)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。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明金相组织图。
【具体实施方式】
[0020]下结合实例对本发明作进一步的描述。
[0021]实施例1
[0022]采用厚度为250mm板还,板还出炉温度为1215°C,板还加热时间为391分钟,板坯的(重量百分比)化学成分为:C 0.066%, Si 0.34%, Mn 1.41%, P 0.01%, S 0.003%, Alt
0.024%,Nb 0.021%，V0.035，余量为Fe和不可避免的杂质。轧制成厚度为60mm的钢板，详细的轧制及冷去工艺见表1，其力学性能见表2。
[0023]表1轧制及冷却工艺
[0024]
【权利要求】
1.低合金Q345E大于60mm厚钢板，其特征在于，包含如下重量百分比的化学成分:
C:0.06 ~0.l%、Si:0.2 ~0.5%、Mn:1.3 ~1.55%、P..≤0.015%、S:≤ 0.007%、Nb:0.015~0.03%、V:0.015~0.45% ;其余为铁和不可避免杂质。
2.低合金Q345E大于60mm厚钢板制造方法，其特征在于，包括加热、轧制、冷却工艺: (1)加热工艺:采用250mm厚的连铸坯，连铸坯加热温度1200-1240°C，加热时间250~430分钟； (2)轧制成型工艺:将加热后的连铸坯进行轧制，轧制分为第一阶段和第二阶段轧制，第一阶段为奥氏体区再结晶轧制，第一阶段开轧厚度为板坯的厚度，开轧温度1190~`1230°C，终轧温度≥990°C，至少有两道次相对压下率≥15%;第二阶段轧制钢板的开轧厚度为1.35-2.5倍成品钢板厚度，开轧温度为890~930°C，第二阶段终轧温度为870~`900 0C ； (3)轧后冷却:将上述轧制后的钢板进行层流冷却，冷却速度为6~20°C/s，终冷温度为 570 ~620 °C。
【文档编号】C21D8/02GK103498097SQ201310288701
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年7月10日 优先权日:2013年7月10日
【发明者】温利军, 董瑞峰, 张军, 乔光 申请人:内蒙古包钢钢联股份有限公司