[发明专利]一种75mm厚Q390D-Z35低合金高强度厚板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于厚钢板生产领域，特别是涉及一种75mm厚Q390D-Z35低合金高强度厚板及其制造方法。

背景技术

近年来，由于超高层、大跨度钢结构建设项目的不断增加，能源、交通、建筑、造船、机械制造等行业用厚板、特厚板市场需求量越来越大。目前，虽然建筑结构用厚板市场中Q345级别厚板占大多数，但是高级别结构用厚板的需求也在不断提高。这些钢板不但要求具有较高的强度和塑性，还要求具有较低的屈强比、良好的低温韧性、良好的抗层状撕裂性能和焊接性能。厚钢板受连铸坯料尺寸、形变均匀性、压缩比、轧钢节奏等条件限制，钢板的强度、韧性性能不稳定，合格率往往较低。目前，国内只有少数厂家具有生产厚钢板的能力，且都是采用能力较强的宽厚板轧机，对设备要求很高。此外，为了提高厚钢板的低温韧性，往往还采用轧后热处理方法，增加了能源消耗和生产成本。如果能在轧机能力稍差的钢厂实现用连铸坯生产不需要热处理的厚钢板不仅会降低钢板的生产成本，还有利于在全国范围内推广，将会具有非常重要的意义。

发明内容

为了能够实现在普通轧机上用连铸坯生产不需要热处理的厚钢板，本发明的目的是提供一种75mm厚Q390D-Z35低合金高强度厚板及其制造方法，该方法利用220mm厚连铸坯，在中板轧机上采用控轧控冷工艺生产出75mm厚Q390D-Z35低合金高强度厚板，且该厚板满足国标要求。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种75mm厚Q390D-Z35低合金高强度厚板，其特征在于：该厚板中钢的化学成分重量百分数为：C：0.14～0.18％，Mn：1.20～1.40％，Si：0.10～0.30％，P：≤0.015％，S：≤0.005％，Nb：0.010～0.030％，V：0.010～0.030％，Al：0.020～0.035％，余量为Fe及不可避免的杂质。

本发明中，厚板中钢的化学成分重量百分数优选的是：C：0.17％，Mn：1.32％，Si：0.18％，P：0.011％，S：0.001％，Nb：0.026％，V：0.027％。

本发明中，厚板中钢的化学成分重量百分数另一种优选的是：C：0.16％，Mn：1.36％，Si：0.18％，P：0.009％，S：0.002％，Nb：0.025％，V：0.029％。

本发明化学成分的设计依据是：

1、碳含量控制在0.14～0.18％是为了在保证钢板强度的同时，避免C元素对钢塑性、韧性以及焊接性的危害。

2、锰在所述钢中会推迟奥氏体向铁素体的转变，扩大了奥氏体未再结晶的范围，从而可以更加充分利用奥氏体未再结晶控制轧制和轧后控制冷却来对细化钢板的晶粒尺寸，提高钢的强度和韧性。当锰的含量低于1.20％时，上述作用不显著，使强度和韧性偏低。当锰的含量高于1.60％时，易在连铸坯和轧态厚钢板中形成严重的带状偏析和带状珠光体组织，造成接头部位层状撕裂。考虑到钢板性能和成分的因素，本发明中钢板的锰含量应控制在1.20～1.40％的范围内。

3、Si元素容易偏聚于晶界，降低晶界表面能，使钢产生沿晶断裂。此外，在连铸坯加热时Si元素容易在基体与氧化铁皮界面处生成尖晶橄榄石(Fe₂SiO₄)，当温度高于1175℃时，Fe₂SiO₄会从固相变为液相，熔融的Fe₂SiO₄会显著的促进氧化铁皮气孔聚集变大，这将会加速钢表面的氧化。Fe₂SiO₄会与FeO形成一种共析物，这种共析物很难在粗除磷除掉，在随后的热轧过程中有时会压入钢板而造成表面缺陷，因此，硅的含量不宜高于0.25％；但由于硅是炼钢时最有效的脱氧元素之一，当硅含量低于0.10％时，钢水易被氧化。因此，硅含量应尽量控制在0.10～0.25％的范围内。

4、硫和磷严重损害所述钢和焊接近缝区的低温韧性。因此，硫、磷含量应分别控制在≤0.005％和≤0.015％以下。