一种大厚度690MPa高强钢板的生产方法与流程

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种大厚度690mpa高强钢板的生产方法。

背景技术：

国内工程机械行业用70kg级高强钢大多来自进口如日本welten70c、sumiten70、瑞典sumtin690、美国a514gr.b及德国dillinger钢铁公司生产的dillmax690钢板，德国dillinger钢铁公司生产的dillmax690钢板内c（0.18%）含量较高，合金含量如cr（1.50%）、ni（1.80%）较高，因此进口钢价格普遍偏高。随着高强钢在国内制造行业中用量逐渐增大，国内某些钢铁厂家开始生产高强级别的钢板，但厚度规格范围较窄，均在100mm以下，无法满足日益增长的厚板市场需求。

目前国内厂家主要采用电渣法生产200mm以上的690mpa高强板，利用电渣冶炼可以保证钢板内部质量，但是生产效率低、成本昂贵。国内部分企业也有采用真空复合技术生产此类钢板，但是无法解决焊接裂纹的现象以及复合层开裂的缺陷。采用本技术可以解决以上问题，钢板探伤可合国标ⅱ以上，厚拉性能达到z35级别，无复合层缺陷，钢板1/2处横向冲击100j以上。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种大厚度690mpa高强钢板的生产方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种大厚度690mpa高强钢板的生产方法，所述生产方法包括制坯、钢坯加热、钢坯调质工艺处理；所述制坯工艺，采用真空焊接；所述调质工艺采用2次淬火+1次回火。

本发明所述制坯工艺，采用2块同尺寸规格、同炉号的坯料进行复合制坯。

本发明所述制坯工艺，采用真空焊接，焊接时两个真空电子束枪进行并行焊接，焊枪之间距离为50～150mm，一个电子束枪进行横向大能量焊接，焊接线能量为180～220kj/cm³，另一个电子束枪进行高速焊接，线速度为800～1000mm/min，起到保护预热效果的作用。

本发明所述钢坯加热工艺，在均热炉中加热，最高加热温度1260～1280℃，总加热时间1.5～2.5min/mm；轧制后钢板堆垛60～72h。

本发明所述钢坯调质工艺，淬火温度为910～930℃，保温时间2-2.5min/mm。

本发明所述钢坯调质工艺，回火温度为640～660℃，加热系数4.5～5.5min/mm。

本发明所述方法得到的高强钢板厚度为200～250mm。

本发明所述方法得到的高强钢板厚拉性能满足z35要求，-40℃板厚1/2处冲击功akv（横向）≥100j；屈服强度≥670mpa，抗拉强度770～940mpa，延伸率≥14%，

本专利通过复合制坯技术，生产高z向性能（满足z35要求）、钢板探伤可合国标ⅱ级以上及保证板厚1/2处-40℃冲击功100j以上要求的690mpa级别高强钢板。由于200mm厚以上的690mpa级别钢板的标准要求成分高，因此设计成分时，碳当量高（高于0.55%），焊接后容易产生应力裂纹，不利于焊接，采用普通真空复合焊接技术无法进行操作。本发明通过双枪式电子束焊接技术，确保真空焊接后复合坯质量良好，为后续生产提供便利条件。

本发明大厚度690mpa高强钢板的检测方法参考gb/t16270。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明采用真空焊接制坯、优化的热处理工艺及2次淬火+1次回火的调质工艺，实现了最大厚度250mm、探伤合国标gb/2970ⅱ级以上的690mpa级别高强钢板的生产。2、本发明方法生产的大厚度690mpa高强钢板z向性能满足z35，-40℃板厚1/2处冲击功akv（横向）≥100j。3、本发明方法生产的大厚度690mpa高强钢板屈服强度≥670mpa，抗拉强度770～940mpa，延伸率≥14%。4、本发明方法具有较高的生产效率和较好的产品质量。

附图说明

图1为实施例1中690mpa高强钢板板厚1/2处的500x金相组织图；

图2为实施例1中690mpa高强钢板板厚1/2处的100x金相组织图；

图3为实施例2中690mpa高强钢板板厚1/2处的500x金相组织图；

图4为实施例2中690mpa高强钢板板厚1/2处的100x金相组织图；

图5为实施例3中690mpa高强钢板板厚1/2处的500x金相组织图；

图6为实施例3中690mpa高强钢板板厚1/2处的100x金相组织图；

图7为实施例4中690mpa高强钢板板厚1/2处的500x金相组织图；

图8为实施例4中690mpa高强钢板板厚1/2处的100x金相组织图。

具体实施方式

实施例1

本实施例200mm厚690mpa高强钢板生产方法如下：

（1）钢坯经过点焊、对中工艺后，不需要进行热处理；

（2）真空焊接时，两个真空电子束焊枪进行并行焊接。焊枪之间距离为75mm，一个电子束焊枪进行横向大能量焊接，焊接线能量为180kj/cm³，另一个电子束焊枪进行高速焊接，线速度在830mm/min，起到保护预热效果的作用；

（3）制坯后，在均热炉中加热，最高加热温度为1260℃，总加热时间为1.8min/mm；轧制后钢板堆垛60h；

（4）钢板经过调质工艺处理（工艺为2次淬火+1次回火），其中淬火温度为910℃，保温时间2min/mm；回火温度为640℃，加热系数4.5min/mm。

实施效果：钢板探伤合gb/t2970i级；复合层结合率100%；厚拉性能55、51、52、满足z35要求；屈服强度720mpa，抗拉强度890mpa，延伸率27%；-40℃板厚1/2处冲击功akv（横向）173、139、142j。

钢板金相组织图见附图1、附图2。

实施例2

本实施例230mm厚690mpa高强钢板生产方法如下：

（1）钢坯经过点焊、对中工艺后，不需要进行热处理；

（2）真空焊接时，两个真空电子束焊枪进行并行焊接。焊枪之间距离为100mm，一个电子束焊枪进行横向大能量焊接，焊接线能量为200kj/cm³，另一个电子束焊枪进行高速焊接，线速度900mm/min，起到保护预热效果的作用；

（3）制坯后，在均热炉中加热，最高加热温度为1280℃，总加热时间为2min/mm；轧制后钢板堆垛72h；

（4）钢板经过调质工艺处理（工艺为2次淬火+1次回火），其中淬火温度为930℃，保温时间2.3min/mm；回火温度为650℃，加热系数5.0min/mm。

实施效果：钢板探伤合gb/t2970i级；复合层结合率100%；厚拉性能58、49、50、满足z35要求；屈服强度760mpa，抗拉强度910mpa，延伸率24%；-40℃板厚1/2处冲击功akv（横向）123、130、122j。

钢板金相组织图见附图3、附图4。

实施例3

本实施例250mm厚690mpa高强钢板生产方法如下：

（1）钢坯经过点焊、对中工艺后，不需要进行热处理；

（2）真空焊接时，两个真空电子束焊枪进行并行焊接。焊枪之间距离为150mm，一个电子束焊枪进行横向大能量焊接，焊接线能量为220kj/cm³，另一个电子束焊枪进行高速焊接，线速度1000mm/min，起到保护预热效果的作用；

（3）制坯后，在均热炉中加热，最高加热温度为1280℃，总加热时间为2.5min/mm；轧制后钢板堆垛72h；

（4）钢板经过调质工艺处理（工艺为2次淬火+1次回火），其中淬火温度为930℃，保温时间2.5min/mm；回火温度为660℃，加热系数5.5min/mm。

实施效果：钢板探伤合gb/t2970i级；复合层结合率100%；厚拉性能50、47、48、满足z35要求；屈服强度710mpa，抗拉强度885mpa，延伸率24.5%；-40℃板厚1/2处冲击功akv（横向）103、120、142j。

钢板金相组织图见附图5、附图6。

实施例4

本实施例220mm厚690mpa高强钢板生产方法如下：

（1）钢坯经过点焊、对中工艺后，不需要进行热处理；

（2）真空焊接时，两个真空电子束焊枪进行并行焊接。焊枪之间距离为50mm，一个电子束焊枪进行横向大能量焊接，焊接线能量为210kj/cm³，另一个电子束焊枪进行高速焊接，线速度800mm/min，起到保护预热效果的作用；

（3）制坯后，在均热炉中加热，最高加热温度为1270℃，总加热时间为1.5min/mm；轧制后钢板堆垛65h；

（4）钢板经过调质工艺处理（工艺为2次淬火+1次回火），其中淬火温度为920℃，保温时间2.4min/mm；回火温度为645℃，加热系数4.9min/mm。

实施效果：钢板探伤合gb/t2970i级；复合层结合率100%；厚拉性能52、49、50、满足z35要求；屈服强度750mpa，抗拉强度905mpa，延伸率26%；-40℃板厚1/2处冲击功akv（横向）113、125、146j。

钢板金相组织图见附图7、附图8。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。