[发明专利]低合金高强度结构用钢Q460C钢板及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及到钢材的生产，具体涉及一种低合金系列钢材Q460C厚度规格在40mm以下的高强度结构用钢钢板及其生产方法。

背景技术

低合金高强度结构用钢Q460C在普通低合金系列钢的基础上，为了保证钢板的力学性能，在钢中加入V、Nb、Ti等进行微合金化，主要是为了细化晶粒，提高钢板的韧性，较低的碳当量充分保证了钢板的焊接性能。主要用于各种大型工程结构、煤机行业及要求强度高、载荷大的轻型结构等。近年来，低合金高强度钢的应用更为广泛，国内对此有了大量的研究，低成本、高质量已经成为市场竞争的核心，生产过程中如何进行微合金化直接决定了生产成本的高低。

发明内容

在保证钢材力学性能的前提下做到降低成本，优化工艺流程，申请人投入了大量的人力研究TMCP工艺生产制造低合金高强度结构钢，取消钢板的热处理工艺。对每一次轧制的钢板进行块块取样进行力学性能检测，从后续性能结果上摸索轧制工艺，并对每一块钢板进行成分、工艺、组织、性能分析，形成了一套从成分设计、钢坯冶炼、钢板轧制的系统性生产工艺。该工艺解决了企业生产成本高，力学性能富余量较大的现状，既能保证高强度、高韧性和良好的焊接性能等要求，又降低了成本，产生了巨大的经济效益。

因此，本发明的目的主要是为了提供一种厚度在40mm以下保性能、保探伤高强度结构用钢Q460C钢板及其生产方法。

为了能够达到钢板综合质量的要求，本发明采取的厚度在40mm以下的保性能、保探伤低合金高强度结构钢Q460C钢板包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%)：

 C：≤0.17、Si：≤0.40、Mn：1.20～1.55、P：≤0.018、S：≤0.005、微合金化元素（V+Nb+Ti）：≤0.20、Als：≤0.035，其它为Fe和残留元素。

碳当量[Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15]：≤0.42。

上述化学元素中合金元素的主要作用分析如下：

C：是钢中最基础的强化元素，提高强度，但C影响钢的焊接性能和影响韧性。综合考虑，碳的含量尽量控制的低一些。

Si：是固溶强化元素，对提高钢板的强度有利。    

Mn：是固溶强化元素，对提高钢板的强度和韧性均有利。

V、Nb、Ti：在钢中能够与C、N结合，形成微细碳化物或碳氮化物，能起细化晶粒和弥散强化作用，从而达到有效提高钢材的强韧性的综合效果。

Al：可以起到细化晶粒强化作用。

为达到上述目的，本发明采取的生产方法包括以下步骤：铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、连续铸钢、铸坯加热、轧制、控冷、堆垛缓冷；在LF精炼步骤中，钢水精炼采取大渣量进行造渣，白渣保持时间控制在10min以上；精炼过程中进行合金微调，脱氧剂以电石、铝粒、硅铁粉、铝线为主；精炼结束后确保软吹时间≥20min，杜绝暴吹现象发生，确保中包钢水过热度控制在15±5℃之内；在轧制步骤中，严格坚持“高温、低速、大压下”的轧制要求，开轧温度1000℃～1150℃；采用TMCP轧制，凉钢厚度为80～100mm，为确保变形渗透，工作辊轧制线速度按≤1.5m/s控制，一阶段终轧温度在950℃～1000℃。二阶段开轧温度在920℃以下，二阶段采取小压下轧制，以确保原始板形，终轧温度≤860℃；在控冷步骤中，入水温度＞760℃，返红温度控制500～600℃，冷速控制在10～15℃/s，然后送往强力矫直机进行热矫直。 

其中在炼钢环节，主要控制点有转炉冶炼终点成分控制、精炼过程中造白渣控制、微合金化控制、连铸过程中保护浇注控制、铸坯堆冷控制、铸坯加热控制、铸坯轧制控制、ACC控制、钢板堆冷控制，通过先进的冶炼、轧制工艺，再加上铸坯、钢板的堆冷工艺充分保证钢板钢板的力学性能、表面质量及内部质量。由于本发明采取了上述技术方案，在保证综合质量的前提下，本发明具有成本低，工艺简单，并且降低劳动强度的优点。

具体实施方式

本发明采取的厚度在40mm以下的保性能、保探伤低合金高强度结构钢Q460C钢板包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%)：

 C：≤0.17、Si：≤0.40、Mn：1.20～1.55、P：≤0.018、S：≤0.005、微合金化元素（V+Nb+Ti）：≤0.20、Als：≤0.035，其它为Fe和残留元素。

碳当量[Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15]：≤0.42。