一种低成本460MPa工程机械用钢及其生产方法与流程

本发明属于治金，具体涉及一种低成本460mpa工程机械用钢及其生产方法。

背景技术：

1、高强度钢主要应用于工程机械设备中的起重机械，是一种高强度级别钢种，在保证强度的同时对于其它冲击方面性能要求越来越高，例如相对于温带地区，特别是极寒地区对于工程机械设备的性能要求特别苛刻，为此设计者提出工程机械用钢保证-40℃冲击的要求，同时要求厚度大于80mm以上，成为了生产制造的一道难题，这种厚规格保-40℃冲击对内部组织均匀性以及淬透性能要求极高，目前急需开发一种低成本高韧性厚规格460mpa级钢板，对于推动极寒地区工程机械设备应用具有重要意义。

2、公开号为cn102345057a的专利申请中，公开了一种高强韧性结构钢q460e厚板及其生产方法，所述成分c：0 .1-0 .17%；si：0 .2- 0 .45%；mn：1 .3-1 .65%；p≤0 .018%；s≤0 .007%；al：0 .015-0 .050%；nb：0 .025-0 .060%；v：0 .055- 0 .070%；ti：0 .010- 0.015%； 碳当量cev=mn/6+（cr+mo+v）/5+（ni+cu）/15≤0.459。该成分所述制备方法，首先碳当量较高，容易出现焊接开裂以及冲击性能不稳定等问题，其次s含量≤0.007%控制不严格，容易产生纺锤状mns造成冲击不稳定，出现单值低的情况，所生产的产品并不能满足极寒地区-40℃冲击稳定性的要求。

3、公开号为cn114892081a的专利申请中，公开了一种低温韧性优异的大厚度460mpa级海洋工程用钢板及其生产方法，该钢板组织为贝氏体，并且关键生产工序需用通过淬火以及回火控制，增加热处理工序提高成本，并不能适用于大批量工业化生产要求。

4、根据目前资料显示对这种厚规格低温冲击钢板相关技术较少，并且大多数工序繁琐并且只能保证-20℃冲击性能，无法保证厚规格钢板在不降低强度的同时具有较高冲击韧性。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种低成本460mpa工程机械用钢及其生产方法，以解决现有技术中的问题。

2、本发明是通过如下技术方案实现的：一种低成本460mpa工程机械用钢，其特征在于：包括如下质量百分含量的各组分：c：0 .05-0 .07%；si：0 .25- 0 .35%；mn：1 .55-1.65%；p≤0 .015%；s≤0 .002%； nb：0 .030-0 .040%；cr：0 .15-0 .20%；ti：0 .010- 0.015%；mo：0 .01- 0 .03%；ni：≤0 .03%； al：0 .025-0 .040%；ca：0.0015-0.0020%；其余为fe和不可避免的杂质；碳当量cev=c+mn/6+（cr+mo+v）/5+（ni+cu）/15≤0.38，焊接裂纹敏感性pcm=c+si/30+mn/20+cu/20+ni/60+cr/20+mo/15+v/10+5b≤0.175。

3、本发明还公开了上述低成本460mpa工程机械用钢的生产方法，包括冶炼步骤、加热步骤、轧制步骤、水冷步骤；其特征在于：

4、 1）冶炼步骤：转炉冶炼中，出钢p≤0.010%，s≤0.003%，不允许点吹，rh真空压力≤100pa，真空处理时间≥10min，真空后每100吨钢水需加入120-200m钙线，加钙结束温度≥1590℃，喂线后底部需静吹氩气≥10min，静吹结束温度≥1580℃，连铸过热度15-25℃，拉速范围0.45m/min-0.65m/min同时伴随电搅和≥10mm轻压下；

5、2）加热步骤：板坯需要热送，入炉前温度不低于200℃，三加和均热段温度共分4段，加热第一段1020-1060℃，第二段1200-1240℃，第三段1260-1300℃，其中钢坯均热温度1250-1270℃，三加加均热总时长为1.0-1.3t，单位min/mm，t为钢坯厚度单位mm；

6、3）轧制步骤：轧制采用二阶段控制轧制：在第一阶段轧制步骤中，钢坯厚度≥2.9t，中间坯厚度 ≥1.7t，再结晶区以上温度轧制最后两道次单道次压下率≥15%；保证第一阶段各道次开轧温度≥1000℃，精轧第二阶段采用偶道次轧制，其中t为成品厚度；

7、4）水冷步骤：在末道次变形后驰预20s后再水冷，入水温度≥780℃，控制冷速10-20℃/ s，终冷温度410±20℃，钢板经矫直后下线堆垛≥24小时。

8、进一步的：钢板屈服强度460-520mpa，抗拉强度585-640mpa，变形延伸率≥20%，-40℃纵向冲击功≥200j。

9、进一步的：钢板厚度在80-110mm之间。

10、本发明的优点：

11、（1）在现有设备能力基础上，采用简单合理的成分以及工艺设计实现厚规格460e级别钢板开发，打破传统复杂工序，提高生产效率，利用nb、ti等微合金化，降低mo、ni等贵金属加入量，降低合金成本。

12、（2）本发明生产出来的厚规格460e级别钢板，纯净度高，内部夹杂物尺寸较小，经轧制后夹杂物平均尺寸≤2.5μm，保证更好的低温韧性，碳当量cev≤3.8，焊接裂纹敏感性pcm≤0.175，焊接性能更优异，并且延伸率≥20%，-40℃纵向冲击功≥200j，综合力学性能良好，特别适用于工业量化生产以及高寒低于工程机械品种使用。

技术特征：

1.一种低成本460mpa工程机械用钢，其特征在于：包括如下质量百分含量的各组分：c：0 .05-0 .07%；si：0 .25- 0 .35%；mn：1 .55-1 .65%；p≤0 .015%；s≤0 .002%； nb：0.030-0 .040%；cr：0 .15-0 .20%；ti：0 .010- 0 .015%；mo：0 .01- 0 .03%；ni：≤0 .03%；al：0 .025-0 .040%；ca：0.0015-0.0020%；其余为fe和不可避免的杂质；碳当量cev=c+mn/6+（cr+mo+v）/5+（ni+cu）/15≤0.38，焊接裂纹敏感性pcm=c+si/30+mn/20+cu/20+ni/60+cr/20+mo/15+v/10+5b≤0.175。

2.如权利要求1所述的低成本460mpa工程机械用钢的生产方法，包括冶炼步骤、加热步骤、轧制步骤、水冷步骤；其特征在于：

3.根据权利要求2所述低成本460mpa工程机械用钢的生产方法，其特征在于：钢板屈服强度460-520mpa，抗拉强度585-640mpa，变形延伸率≥20%，-40℃纵向冲击功≥200j。

4.根据权利要求2所述低成本460mpa工程机械用钢的生产方法，其特征在于：钢板厚度在80-110mm之间。

技术总结
本发明公开了一种低成本460MPa工程机械用钢及其生产方法，包括，C：0.05‑0.07%；Si：0.25‑0.35%；Mn：1.55‑1.65%；Nb：0.030‑0.040%；Cr：0.15‑0.20%；Ti：0.010‑0.015%；Mo：0.01‑0.03%；Ni：≤0.03%；Al：0.025‑0.04%；Ca：0.0015‑0.0020%；其余为Fe及不可避免的杂质，其中CEV≤0.38，Pcm≤0.175。本方案钢板焊接性能良好，钢板组织为细小的珠光体+QF+AF+粒状贝氏体组织，可保460级别钢板厚规格‑40℃冲击功性能。

技术研发人员：范明达,于涛,关勇,臧晓明,耿聪,王川,刘振华,杨清山,张万新,甄新刚,于浩,王东明,刘和龙,赵宇
受保护的技术使用者：日钢营口中板有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10