一种厚规格含钒焊接结构用钢及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于热连乳板带生产技术领域，特别是涉及一种抗拉强度520MPa级厚规格含钒焊接结构用热乳钢板。
【背景技术】
[0002]焊接结构用钢广泛应用于桥梁、建筑、电力、海洋石油、机车车辆等行业。随着钢结构向大型化、轻量化、高效化发展，对结构用钢的性能提出了更高的要求。韩国和日本正在研发强度高两倍、使用寿命长两倍的第2代焊接结构用钢，这将使附加值成倍增长，同时又可减少钢材的使用总量。
[0003]公开号为“ CN201110176676 ”，发明名称为“一种可焊接细晶粒结构钢S355NL/S355NLZ35钢板及其生产方法”，公开了一种化学成分为C:0.10%?0.18%, S1:0.20%?0.45 %、Mn:1.20 % ?1.45 %、P:彡 0.018 %、:S: ^ 0.005 %、V:0.010 % ?0.055 %、T1:0.005 %?0.025 %，通过控乳控冷、堆冷、正火工艺，从而保证了可焊接细晶粒结构钢S355NL/S355NLZ35钢板的各项性能指标达到标准要求。
[0004]公开号为“ CN201210154046 ”，发明名称为“ 一种焊接结构钢及其制造方法”，公开了一种化学成分为 C:0.10% ?0.14%、Si:0.10% ?0.45%、Mn: 1.00% ?1.39%、S:彡 0.010 %、P:彡 0.020 %、Nb:0.015 % ?0.040 %、Ti:0.008 % ?0.030 %、V:0 ?
0.080%、Ni:0.10% ?0.50%、Cr:0.15% ?0.65%、Mo:0.15% ?0.40%，制造方法包括冶炼、浇铸、加热、乳制、冷却、淬火和回火，其中，通过控制回火条件可以得到不同强度级别的焊接结构钢。
[0005]公开号为“CN201210564686”，发明名称为“一种355MPa级低焊接裂纹敏感性钢板及生产方法”，公开了一种化学成分为C:0.09%?0.13%，S1:0.25%?0.35%，Mn:
1.20 % ?1.50 %，P:彡 0.015 %，S:彡 0.005 %，Al:0.025 % ?0.04 %，Nb:0.02 % ?0.05%, Ti:0.01%?0.03%, Cu:0.10%?0.3%, Ni:0.10%?0.3%，生产采用两阶段控制乳制+控制冷却+正火处理工艺，其产品屈服强度大于355MPa。
[0006]公开号为“CN200980000058”，发明名称为“高温强度和低温韧性优异的焊接结构用钢及其制造方法”，公开了一种化学成分为C:0.003?0.05%,Si:< 0.60%,Mn:0.6?
2.0%、P..( 0.020% 以下、S..( 0.010% 以下、Cr:0.20 ?1.5%、Nb:0.005 ?0.05%，加热至1000?1300°C的温度，在800°C以上的温度结束热乳制，然后进行冷却。
[0007]公开号为“ CN200580024252 ”，发明名称为“焊接热影响区的低温韧性优良的焊接结构用钢及其制造方法”，公开了一种化学成分为C:0.03%?0.12%, S1:0.05%?0.30%、Mn:1.2% ?3.0%、P:彡 0.015%、S:0.001 % ?0.015、Cu+N1:彡 0.10%、Ti:0.005%?0.030%, Nb:0.005%?0.10%。将该钢液采用连续铸造法铸造，并将此时二次冷却的从凝固点附近到800°C的冷却速度设定为0.06?0.60C /s而获得铸坯，然后对铸坯进行热乳，并从800°C以上的温度开始冷却。
[0008]可见，焊接结构用钢生产大多添加了 Cu、Cr、N1、Nb等昂贵的合金元素，部分产品采用正火、回火工艺，生产成本较高。
【发明内容】
[0009]本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种低成本、力学性能稳定、强韧性匹配良好和成型性能、焊接性能优良的抗拉强度520MPa级的厚规格含钒焊接结构用热连乳钢板。
[0010]—种厚规格含钒焊接结构用钢，由以下重量百分比成分组成:C:0.05?0.12%,S1:彡 0.10%，Mn:1.05 ?1.50%，P:彡 0.020%，S:彡 0.015%，Ti:0.010 ?0.030%，V:0.06?0.10%，余量为Fe和不可避免杂质。
[0011]进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述厚规格含钒焊接结构用钢，由以下重量百分比成分组成:C:0.07 ?0.11%，Si..( 0.08%, Mn:1.09 ?1.47%, P..( 0.018%,S..( 0.011%, Ti:0.013 ?0.026%, V:0.06 ?0.10%，余量为 Fe 和不可避免杂质。
[0012]上述所述厚规格含钒焊接结构用钢，钢的屈服强度ReL彡365MPa，抗拉强度Rm:520?640MPa，延伸率A彡24.0%，_20°C的冲击功彡90J。
[0013]本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种采用低温加热、低温乳制和大变形量的控乳控冷的工艺，制备厚规格焊接结构用钢。
[0014]上述所述厚规格含钒焊接结构用钢的制备方法，包括以下步骤:
[0015]a、经过铁水脱硫、转炉冶炼，将钢水成分控制在上述所述焊接结构用钢的百分比成分范围内；
[0016]b、将a步骤钢水经过连铸一粗乳一精乳一冷却一卷曲主要步骤，制备成成品；
[0017]其中，连铸成200?230mm的连铸坯，板坯在1200?1240°C均热后，采用3?7道次进行粗乳；粗乳成40?60mm厚中间坯，再经4?7机架进行精乳，终乳温度为820?870°C,以10?30°C /s的冷却速度快速冷却至720?770°C，空冷5?9s后，再以10?500C /s的冷却速度冷却至580?640°C的温度范围内卷取，获得成品，成品厚度12.5?22.0mm0
[0018]进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述制备厚规格含钒焊接结构用钢的方法，其中b步骤中连铸成200mm的连铸坯，板坯在1200°C均热后，粗乳成48mm厚中间坯，终乳温度为820°C，精乳后以27°C /s的冷却速度快速冷却至730°C，空冷5s后，再以22°C /s的冷速冷却到580°C卷取，获得成品，成品厚度13.0mm。
[0019]上述所述制备厚规格含钒焊接结构用钢的方法，成品钢的屈服强度ReL:501MPa，抗拉强度Rm:575MPa，延伸率A:24.0%，_20°C的冲击功92J。
[0020]本发明通过添加钒、锰作为主要的合金化元素，在钢中起到较好的析出强化和晶粒细化效果，并通过控乳控冷获得铁素体+珠光体组织。
[0021]本发明采用低C、中Mn的化学成分钢进行生产，并进行微钒处理，即采用Mn-V微合金化方式，避免了加入Cu、Ni等贵重元素。采用控乳控冷工艺，生产出铁素体+珠光体组织的520MPa级厚规格焊接结构用钢，产品具有强度高、力学性能稳定、强韧性匹配良好和成型性能、焊接性能优异的特点。本发明钢种合金成本低、乳制工艺控制简单且适应性较强，具有较好的推广应用前景。
【具体实施方式】
[0022]—种厚规格含钒焊接结构用钢，由以下重量百分比成分组成:C:0.05?0.12%,S1:彡 0.10%，Mn:1.05 ?1.50%，P:彡 0.020%，S:彡 0.015%，Ti:0.010 ?0.030%，V:0.06?0.10%，余量为Fe和不可避免杂质。
[0023]进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述厚规格含钒焊接结构用钢，由以下重量百分比成分组成:C:0.07 ?0.11%，