一种6-8mm高强度结构钢板及其制造方法
【专利摘要】本发明提供一种6-8mm高强度结构钢板及其制造方法，本发明是针对水泥泵车、消防云梯和高层救援特种车辆伸长臂使用极薄钢板技术的市场需求，克服低级别钢材强度寿命等技术的不足，设计低碳、锰含量，加入0.0012%硼和0.08%的钼元素，利用转炉快速冶炼，经过炉外精炼和脱气精炼，改进钢水纯净度，经过轧制、淬火和回火技术改善钢强、韧性和钢板平直度，获得回火索氏体金相组织，该方法流程短、效率高、易操作，易焊接，成本低廉，板形平直度控制满足现代泵车、高层消防云梯和救援作业等伸缩臂结构的制造和使用。
【专利说明】—种6-8mm高强度结构钢板及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及钢板制造方法【技术领域】，尤其涉及一种改进6-8_极薄规格高强结构钢板强韧性及板形控制的工艺技术，是一种含有钥、硼合金设计，利用控轧、淬火及回火技术改善钢的强韧性的方法，具体为一种6-8mm高强度结构钢板及其制造方法。
【背景技术】
[0002]水泥泵车、消防云梯和高层救援特种车辆伸长臂使用的屈服强度超过770MPa高强钢，制造过程及和使用过程要求伸缩臂平直无接触摩擦，而且为了上举更高，举物更多，确保结构稳定的刚性，强度高自重轻，减少钢板厚度，需求大量的6-8mm极薄规格高强度结构中板。因此提出质量稳定，强度高，韧性好，易焊接和板形平直精度高等技术要求。过去只能用满足国家标准的Q345B和Q460C钢级,平直度6mm/m的指标，已经远远满足不了需求。采用淬火回火6-8mm极薄规格770MPa级别高强度结构钢板，臂架较Q345B自重减少17%，车体使用服役寿命延长10年，适应现代高空作业需求，利于全社会技术进步和生活质量的提闻。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就是针对上述存在的缺陷而提供一种6-8mm高强度结构钢板及其制造方法，本发明是针对水泥泵车、消防云梯和高层救援特种车辆伸长臂使用极薄钢板技术的市场需求，克服低级别钢材强度寿命等技术的不足，设计低碳、锰含量，加入0.0012%硼和0.08%的钥元素，利用转炉快速冶炼，经过炉外精炼和脱气精炼，改进钢水纯净度，经过轧制、淬火和回火技术改善钢强、韧性和钢板平直度，获得回火索氏体金相组织，该方法流程短、效率高、易操作，易焊接，成本低廉，板形平直度控制满足现代泵车、高层消防云梯和救援作业等伸缩臂结构的制造和使用。
[0004]本发明的一种6_8mm高强度结构钢板技术方案为，钢板的成分按重量百分比包括碳 0.10-0.25%，硅 0.15-0.35%，锰 0.80-1.70%，铜≤ 0.55%，磷≤ 0.015%，硫≤ 0.012%,硼0.0005-0.0025%，钥0.08-0.45%，余量为铁及不可避免的杂质。
[0005]优选的，钢板的成分按重量百分比包括:碳0.13%，硅0.25%，锰1.20%,铜0.36%，磷0.013%，硫0.002%，硼0.0011%，钥0.10%，铝0.030%，余量为铁及不可避免的杂质。
[0006]钢板的屈服强度790-860MPa，抗拉强度870_990MPa，延伸率17_26%，_40°C低温韧性大于50焦耳，钢的平直度0.9-1.5mm/m。
[0007]所述的一种6_8mm高强度结构钢板的制造方法，工艺步骤包括:LF炉外精炼；RH真空脱气；保护加入硼元素；连铸；板坯再加热；粗轧；精轧；精轧板形控制；淬火；淬火板形控制；回火；矫平；成品钢板。
[0008]LF炉外精炼，加热时间10-20分钟，造白渣脱硫，加入微量合金调整钛含量，最后加入硼铁合金。
[0009]板坯再加热的均热温度范围1100_1150°C，均热时间范围2.5-4.0小时，通过利用细小弥散的TiN质点和低温加热来抑制奥氏体晶粒长大，获得细小而均匀的奥氏体晶粒。
[0010]粗轧的开轧温度1050-1150°c，单道次压下率大于18%，通过反复再结晶细化奥氏体晶粒。
[0011]精轧的开轧温度范围900-1000°C，单道次压下率大于15%，在未结晶奥氏体区施以大变形量，使奥氏体晶粒拉伸成变形带。
[0012]淬火的加热温度890_950°C，水冷，冷却速度为18_35°C /s，钢板形成高密度亚结构，获得细小均匀的马氏体显微组织。
[0013]回火:580-650°C回火30-120分钟，获得细小的回火索氏体微观组织结构。
[0014]本发明的有益效果为:本发明通过特殊轧制、淬火及回火热处理，金相组织中主要为的回火索氏体，生产的6-8mm高强度结构钢板，适用于高空作业水泥泵车、消防云梯和救援梯臂架结构，达到了优异的强韧性匹配，韧脆性转变温度在_40°C以下，平直度
0.9-1.5mm/m。钢板的屈服强度范围790_860MPa，抗拉强度范围在870_990MPa，通过合理淬火回火工艺处理，使钢板具有770MPa高的强度消除了组织内应力，提高了塑韧性指标，延伸率能达到17-26%。本发明与现有技术相比，板形和性能质量控制方面具有实质性的进步，实施效果显著。
[0015]【具体实施方式】:
为了更好地理解本发明，下面用具体实例来详细说明本发明的技术方案，但是本发明并不局限于此。
[0016]实施例1
板还熔炼成份为:
碳 0.13%,硅 0.25%,锰 1.20%,铜 0.36%,磷 0.013%,硫 0.002%,硼 0.0011%,钥 0.10%,铝
0.030%,余量为铁及不可避免的杂质。
[0017]制造工艺步骤如下:
(1)LF炉外精炼:加热时间15分钟，造白渣脱硫，加入微量合金调整钛含量；最后加入硼铁合金；
(2)⑶/RH真空脱气:真空200Pa以下处理20分钟，喂线后氩气软吹10分钟；
(3)板坯加热:均热温度范围1120°C，均热时间范围3.2小时。通过利用细小弥散的TiN质点和低温加热来抑制奥氏体晶粒长大，获得细小而均匀的奥氏体晶粒。
[0018](4)粗轧:开轧温度1120°C，单道次压下率大于23%。通过反复再结晶细化奥氏体晶粒。
[0019](5)精轧:温度范围970°C，单道次压下率大于18%。在未结晶奥氏体区施以大变形量，使奥氏体晶粒拉伸成变形带。
[0020](6)淬火:温度900°C，冷却速度范围18°C /s。形成高密度亚结构，获得细小均匀的马氏体金相显微组织。
[0021](7)回火:620°C，回火1.2小时，获得细小的会或索氏体微观组织结构。
[0022]钢板力学性能:
规格:钢板厚度6mm ;屈服强度(MPa):785 ;抗拉强度(MPa):890 ;断后伸长率(％):18 ；冷弯:合格;V型纵向冲击功(_40°C): 153J、157J、154J。
[0023]实施例2板还熔炼成份为:
碳 0.20%,硅 0.15%,锰 1.50%,铜 0.50%,磷 0.015%,硫 0.012%,硼 0.0021%,钥 0.20%,铝
0.040%,余量为铁及不可避免的杂质。
[0024]制造工艺步骤如下:
(1)LF炉外精炼:加热时间12分钟，造白渣脱硫，加入微量合金调整钛含量；最后加入硼铁合金；
(2)⑶/RH真空脱气:真空200Pa以下处理20分钟，喂线后氩气软吹10分钟；
(3)板坯加热:均热温度范围1150°C，均热时间范围2.7小时。通过利用细小弥散的TiN质点和低温加热来抑制奥氏体晶粒长大，获得细小而均匀的奥氏体晶粒。
[0025](4)粗轧:开轧温度1100°C，单道次压下率大于26%。通过反复再结晶细化奥氏体晶粒。
[0026](5)精轧:温度范围960°C，单道次压下率大于18%。在未结晶奥氏体区施以大变形量，使奥氏体晶粒拉伸成变形带。
[0027](6)淬火:温度920°C，冷却速度范围18°C /s。形成高密度亚结构，获得细小均匀的马氏体金相显微组织。
[0028](7)回火:610°C，回火1.1小时，获得细小的会或索氏体微观组织结构。
[0029]钢板力学性能:`
规格:钢板厚度8mm ;屈服强度(MPa):790 ;抗拉强度(MPa):870 ;断后伸长率(％):19 ；冷弯:合格；V型纵向冲击功(_40°C): 145J、143J、146J。
[0030]实施例3 板还熔炼成份为:
碳 0.10%,硅 0.35%,锰 0.80%,铜 0.40%,磷 0.010%,硫 0.008%,硼 0.0005%,钥 0.40%,余量为铁及不可避免的杂质。
[0031]制造工艺步骤如下:
(1)LF炉外精炼:加热时间20分钟，造白渣脱硫，加入微量合金调整钛含量；最后加入硼铁合金；
(2)⑶/RH真空脱气:真空200Pa以下处理20分钟，喂线后氩气软吹10分钟；
(3)板坯加热:均热温度范围1100°C，均热时间范围4小时。通过利用细小弥散的TiN质点和低温加热来抑制奥氏体晶粒长大，获得细小而均匀的奥氏体晶粒。
[0032](4)粗轧:开轧温度1050°C，单道次压下率大于18%。通过反复再结晶细化奥氏体晶粒。
[0033](5)精轧:温度范围900°C，单道次压下率大于15%。在未结晶奥氏体区施以大变形量，使奥氏体晶粒拉伸成变形带。
[0034](6)淬火:温度890°C，冷却速度范围30°C /s。形成高密度亚结构，获得细小均匀的马氏体金相显微组织。
[0035](7)回火:580°C，回火0.5小时，获得细小的会或索氏体微观组织结构。
[0036]钢板力学性能:
规格:钢板厚度8mm ;屈服强度(MPa):800 ;抗拉强度(MPa):900 ;断后伸长率(％):17 ；冷弯:合格；V型纵向冲击功(_40°C): 105J、108J、102J。
【权利要求】
1.一种6-8mm高强度结构钢板，其特征在于，钢板的成分按重量百分比包括:碳0.10-0.25%,硅 0.15-0.35%,锰 0.80-1.70%,铜(0.55%,磷(0.015%,硫(0.012%,硼0.0005-0.0025%，钥0.08-0.45%，余量为铁及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种6-8mm高强度结构钢板，其特征在于，钢板的成分按重量百分比包括:碳 0.13%,硅 0.25%,锰 1.20%,铜 0.36%,磷 0.013%,硫 0.002%,硼 0.0011%,钥0.10%，铝0.030%，余量为铁及不可避免的杂质。
3.根据权利要求1或2所述的一种6-8mm高强度结构钢板，其特征在于，钢板的屈服强度790-860MPa，抗拉强度870_990MPa，延伸率17_26%，_40°C低温韧性大于50焦耳，钢的平直度 0.9-1.5mm/m。
4.如权利要求3所述的一种6-8mm高强度结构钢板的制造方法，其特征在于，工艺步骤包括:LF炉外精炼；RH真空脱气；保护加入硼元素；连铸；板坯再加热；粗轧；精轧；精轧板形控制；淬火；淬火板形控制；回火；矫平；成品钢板。
5.根据权利要求4所述的一种6-8mm高强度结构钢板的制造方法，其特征在于，LF炉外精炼，加热时间10-20分钟，造白渣脱硫，加入微量合金调整钛含量，最后加入硼铁合金。
6.根据权利要求4所述的一种6-8mm高强度结构钢板的制造方法，其特征在于，板坯再加热的均热温度范围1100-1150°C，均热时间范围2.5-4.0小时，通过利用细小弥散的TiN质点和低温加热来抑制奥氏体晶粒长大，获得细小而均匀的奥氏体晶粒。
7.根据权利要求4所述的一种6-8mm高强度结构钢板的制造方法，其特征在于，粗轧的开轧温度1050-1150°C，单道次压下率大于18%，通过反复再结晶细化奥氏体晶粒。
8.根据权利要求4所述的一种6-8mm高强度结构钢板的制造方法，其特征在于，精轧的开轧温度范围900-1000°C，单道次压下率大于15%，在未结晶奥氏体区施以大变形量，使奥氏体晶粒拉伸成变形带。
9.根据权利要求4所述的一种6-8mm高强度结构钢板的制造方法，其特征在于，淬火的加热温度890-950°C，水冷，冷却速度为18-35°C /s，钢板形成高密度亚结构，获得细小均匀的马氏体显微组织。
10.根据权利要求4所述的一种6-8mm高强度结构钢板的制造方法，其特征在于，580-650°C回火30-120分钟，获得细小的回火索氏体微观组织结构。
【文档编号】C21D8/02GK103451526SQ201310411340
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年9月11日 优先权日:2013年9月11日
【发明者】冯勇, 孙卫华, 刘晓东, 孙风晓, 周兰聚, 韩启彪, 王南辉, 贾慧领, 胡淑娥, 侯东华, 王杰, 许方泉, 姜广林, 周波, 彭新华 申请人:济钢集团有限公司