[发明专利]一种屈服强度为420MPa级高强度建筑用钢板的热处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及低合金高强度建筑用钢技术领域，特别是涉及一种屈服强度为420MPa级高强度建筑用钢板的热处理方法。

背景技术

在正火热处理过程中，钢板常因钢板本身的C、Mn元素偏低等因素，导致强度低于国标，而使钢板降级或改判，造成巨大的经济损失和资源浪费。

专利CN01129041.2虽然介绍了C-Mn钢的正火控冷工艺效果，但是没有介绍Q420GJ(即420MPa级高强度建筑用钢板)之类的添加Nb、V、Ti微合金元素的高强钢的正火控冷工艺；国内钢厂多采用添加Cu、Ni等贵重合金元素的方法来提高正火态钢板的屈服强度，以满足高强钢的强度需要，而本发明则不用添加Cu、Ni等贵重合金元素，并且特别对我国来说，Cu、Ni、Mo均为稀缺元素，这样就相对增加了钢材的成本，同时Cu等元素的加入，给钢材的冶炼和连铸也带来了困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种屈服强度为420MPa级高强度建筑用钢板的热处理方法，通过采用正火控冷热处理工艺来制备Q420GJ钢板。通过对控轧控冷后的钢板进行正火控冷热处理，可以细化晶粒尺寸，提高钢板的强度，提高产品合格率。适应了建筑用钢板的发展趋势，在Q420结构钢的基本成分基础上，通过化学成分的优化设计，设计热处理工艺，使目前正火后结构钢的抗拉强度达到560～590MPa，屈服强度420～440MPa，屈强比<0.75，延伸率在30～36％，-60℃冲击功达120J。

实现本发明的技术方案是：化学成分按重量百分比为C：0.12-0.18％，Si：0.30-0.40％，Mn：1.40-1.50％，Nb：0.03-0.05％，V：0.05-0.1％，Ti：0.01-0.02％，P<0.015％，S<0.005％，其余为Fe及不可避免的夹杂。连铸坯经过控轧控冷后得到45mm厚钢板，加热到正火温度890～950℃，保温10～30分钟，其特征在于保温后以2～6℃/s的速度降温；控制终冷温度为600～750℃；矫直；在冷床空冷，最终获得高性能建筑用钢板。

本发明的连铸坯化学成分为C、Si、Mn、P、S、Nb、V、Ti和Fe，经过冶炼，并连铸成坯料，将坯料加热至温度为1190～1210℃后，进行两阶段控轧控冷，轧后进行正火控冷热处理。

上述所获取的高性能建筑用钢板的金相组织为9级以上细铁素体晶粒和珠光体组织；其机械性能抗拉强度达到560～590MPa，屈服强度在420～440MPa，屈强比<0.75，延伸率30～36％，-60℃冲击功达120J，钢种具有优良的焊接性能，其碳当量CE％：0.42～0.46。

本发明高性能建筑用钢板与已知技术相比，具有如下的优点和效果：

由于本发明高性能建筑用钢板化学成分设计了合适的配比，以及采用的控轧热处理工艺的依据是：通过两阶段控轧轧制，充分细化和拉长奥氏体晶粒；通过正火热处理控冷工艺得到比较均匀细小的铁素体和珠光体组织。均匀细小的珠光体具有较高的屈服强度，较高的抗拉强度，对于控制材料的高屈服强度，高抗拉强度提供了有力的保证。组织中含有的均匀细小的铁素体，可以有效的降低屈服强度，降低屈强比，材料在拉伸过程时的应力应变曲线具有明显的屈服平台，改善加工硬化能力，使材料在提高强度的同时，还具有良好的成型性，低温冲击韧性。

基于上述发明结构的化学成分合理选配及工艺条件的完善，使本发明高性能建筑用钢的综合性能均达到预订的标准：

本发明高强度建筑用钢采用低成本的合金体系，屈服强度达到420MPa，具有优良的综合力学性能，焊接性能优良，大幅度提高钢板性能和产品合格率，具有广阔的发展前景。

附图说明

图1是本发明屈服强度为420MPa级高强度建筑用钢板的金相组织照片。

具体实施方式

化学成分、热处理工艺参数和力学性能情况分别见表1～3。

表1化学成分(wt％)

表2热处理工艺参数

表3力学性能