专利名称：：一种低温环境下使用的高强度钢板的制造方法
技术领域：
：本发明涉及一种低温环境下使用的高强度钢板的制造方法，采用控轧控冷和热处理工艺进行性能控制。
背景技术：
：目前国内低温环境使用的高强度钢板种类较少，多数局限于低温容器类。在其它低温环境下，亦需要可供低温环境使用的、性能优异的高强度钢板。国内供低温使用的钢板研发存在三个难点，一是钢板使用环境温度越来越低，从-20°C已降低至-60°C；二是钢板强度越来越高，抗拉强度从40Kg级提升至60Kg级；三是冲击韧性要求越来越高，从国标要求向用户与生产厂家相互协商发展，提高低温冲击功值要求。本发明采用较低碳含量的微合金钢坯，利用控轧控冷和热处理方法，在宽厚板生产线制备出了可供-60°C低温环境下使用的高强度钢板。不仅生产工艺简单有效，易于控制，而且钢板焊接适应性好、具有高强度、高韧性。本发明涉及到的供低温环境下使用的高强度钢板，既要满足强度、韧性的要求，还要保证钢板具有较低的碳含量及碳当量，拥有良好的焊接适应性。综合考虑各方面要求，本发明采用低碳成分，利用V、Ti元素细化晶粒，采用Mo、Cr提高钢板热处理中的淬透层厚度，保证强度，同时加入Ni元素改善钢板在-60°C低温环境下的冲击韧性。经本发明制造的供低温环境下使用的高强度钢板，厚度处于1060mm，抗拉强度可稳定达到60Kg，_60°C低温冲击功均值稳定达到>100J，完全能够满足在_60°C的低温环境下对钢板的高性能要求。
发明内容针对目前国内市场对低温环境使用钢板的需求，本发明提供了一种在宽厚板生产线上，采用控轧控冷和热处理工艺控制技术，生产供_60°C低温环境下使用的高强度钢板的制造方法。本发明制备的供低温环境下使用的高强度钢板，其化学成分按质量百分数为C0.060.10%,Si0.100.40%,Mn0.91.40%,Ti0.0100.030%,V0.010.06%,Cr0.00.40%,Ni0.100.30%,Mo0.100.30%，余量为Fe，成分碳当量要求<0.45%，生产钢板厚度规格为1060mm，钢板微观组织为铁素体+回火索氏体+回火贝氏体组织。本发明采用上述化学成分钢坯，通过控轧控冷和热处理工艺生产了屈服强度≥490MPa，抗拉强度≥630MPa，延伸率≥18%，_60°C的V型冲击功均值≥100J的钢板，其生产工艺具体如下1、加热制度将钢坯加热到12001250°C，保证钢坯均热时间0.51.0小时；2、轧制工艺严格控制生产钢板压缩比>4.0，轧制分两阶段轧制，即再结晶区轧制和未再结晶区轧制，加大钢坯在再结晶区轧制道次压下率，使其稳定大于8%，要求至少有2道稳定≥15%；中间待温厚度控制在成品厚度的2.04.0倍，控制未再结晶区开轧温度为820850°C，终轧温度在800820°C。3、水冷工艺热轧后进行水冷，终冷温度控制在650720°C，冷却速度控制在512°C/s；4、热处理工艺采用淬火加回火对钢板进行处理。钢板淬火温度要求在完全奥氏体化温度以上3050°C，本发明采用910950°C，保证钢板心部达到此温度的时间在20min以上；回火处理时，采用回火温度620700°C，保温时间大于20min，保证钢板回火温度和保温时间的匹配，获得较高强度的同时具有较好的冲击韧性。本发明的加热制度旨在提高钢坯各个位置加热均勻性。避免温度过高或过低。加热温度过高时，钢坯中加入的细化晶粒元素Nb、Ti等则被完全溶解，钢中原始奥氏体晶粒则开始长大、粗化；加热温度过低时，则合金元素不能充分的固溶，影响了后续在轧制过程中的析出强化作用。利用V、Ti元素碳化物钉轧原始奥氏体晶界的作用，细化奥氏体晶粒。本发明的优点在于，采用较低碳(C:0.060.10%)及低的碳当量，改善钢板焊接适应性，利用V、Ti微合金化细化钢板晶粒，添加Mo-Cr提高钢板强度，利用M元素改善钢板-60°C冲击韧性。采用控轧控冷和热处理工艺技术，本发明生产的钢板较同等级钢板综合力学性能大幅改善厚度处于1060mm，屈服强度可稳定达到彡490MPa，抗拉强度可稳定达到60Kg级，_60°C低温冲击功均值稳定达到>100J，完全能够满足在_60°C的低温环境下对钢板的高性能要求。钢板焊接适应性良好，微观组织为铁素体+回火索氏体+回火贝氏体。实施例1根据本发明的化学成分范围，在宽厚板生产线上生产出了厚度为10mm的钢板。经热处理后，钢板性能优异，其化学成分如表1所示，控轧控冷工艺如表2所示，热处理工艺参数如表3所示，钢板的力学性能如表4所示。表1实施例实测化学成分(质量分数％，其余为Fe)CSiMnPSTiVNiMo0.080.301.100.0060.0050.0150.0420.250.21表2实施例1控轧和控冷工艺参荽"1编号控轧后开轧温度。c终轧温度终冷温度冷却速度°C/sS19108227009表3实施例1热处理工艺参数\淬火温度保温时间回火温度保温时间编〒。。。。LmmCmmSI9102066010表4实施例1产品力学性能4<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>钢板具有优良的-60°C低温冲击性能，其韧脆转变温度为_85°C，保证了材料具有较大的安全使用范围。实施例2根据本发明的化学成分范围，在宽厚板生产线上生产出了厚度为60mm的钢板，经热处理后，钢板性能优异，其化学成分如表5所示，控轧控冷工艺如表6所示，热处理工艺参数如表7所示，钢板的力学性能如表8所示。表5实施例2实测化学成分(质量分数％，其余为Fe)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>实施例2中的60mm厚度钢板在不同位置同样具有优良的_60°C低温冲击性能，而且钢板1/4厚度的韧脆转变温度在_95°C，钢板心部的韧脆转变温度在_75°C，保证了较厚钢板在整个厚度方向拥有良好的低温冲击性能均勻性，提高了材料的安全运行系数。权利要求一种低温环境下使用的高强度钢板的制造方法，钢的化学成分按质量百分数为C0.06～0.10％，Si0.10～0.40％，Mn0.9～1.40％，Ti0.010～0.030％，V0.01～0.06％，Cr0.0～0.40％，Ni0.10～0.30％，Mo0.10～0.30％，余量为Fe，成分碳当量要求≤0.45％，其特征在于(1)加热制度将钢坯加热到1200～1250℃，保证钢坯均热时间0.5～1.0小时；(2)轧制工艺控制生产钢板压缩比≥4.0，轧制分两阶段轧制，即再结晶区轧制和未再结晶区轧制，加大钢坯在再结晶区轧制道次压下率，使其稳定大于8％，要求至少有2道稳定≥15％；中间待温厚度控制在成品厚度的2.0～4.0倍，控制未再结晶区开轧温度为820～850℃，终轧温度在800～820℃；(3)水冷工艺热轧后进行水冷，终冷温度控制在650～720℃，冷却速度控制在5～12℃/s；(4)热处理工艺钢板淬火温度要求在完全奥氏体化温度以上30～50℃，本发明采用910～950℃，保证钢板心部达到此温度的时间在20min以上，回火处理时，采用回火温度620～700℃，保温时间大于20min，保证钢板回火温度和保温时间的匹配，获得较高强度的同时具有较好的冲击韧性。全文摘要一种低温环境下使用的高强度钢板的制造方法。钢的化学成分按质量百分数为C0.06～0.10％，Si0.10～0.40％，Mn0.9～1.40％，Ti0.010～0.030％，V0.01～0.06％，Cr0.0～0.40％，Ni0.10～0.30％，Mo0.10～0.30％，余量为Fe，成分碳当量要求≤0.45％，生产钢板厚度规格为10～60mm。采用控轧控冷和热处理工艺进行性能控制，优点在于，生产的钢板较同等级钢板综合力学性能大幅改善厚度处于10～60mm，屈服强度可稳定达到≥490MPa，抗拉强度可稳定达到60kg级，-60℃低温冲击功均值稳定达到≥100J，完全能够满足在-60℃的低温环境下对钢板的高性能要求。文档编号C22C38/50GK101831594SQ20101014687公开日2010年9月15日申请日期2010年4月12日优先权日2010年4月12日发明者刘印良,吕延春,吴斌,姜中行,宋增强,张跃飞,王全礼,王文军,白学军,金茹,隋鹤龙,麻庆申申请人:首钢总公司