[发明专利]50mm以下低合金高强度结构用钢Q460D及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢材生产技术领域，具体涉及一种50mm以下低合金高强度结构用钢Q460D及其生产方法。

背景技术

低合金高强度结构用钢Q460D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Nb、V、Ti等进行微合金化，主要是为了细化晶粒，提高了钢板的韧性，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保证钢板的性能，取消后续的热处理工艺以降低生产成本。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，公司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，期望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。工艺既能保证最终性能的要求，又降低了成本，为公司增加了巨大的经济效益。

发明内容

因此，本发明的目的主要是为了提供一种既能保证最终性能的要求，又降低了成本、保性能、保探伤、为公司增加了巨大的经济效益的50mm以下低合金高强度结构用钢Q460D及其生产方法。

一种50mm以下低合金高强度结构用钢Q460D，包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt％)：C：0.14～0.17、Si：0.25～0.40、Mn：1.45～1.55、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。

上述50mm以下低合金高强度结构用钢Q460D，它的碳当量[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。

一种50mm以下低合金高强度结构用钢Q460D的生产方法，包括以下步骤：

a.KR铁水预处理：到站铁水必须进行脱硫，保证脱硫后铁水S≤0.005％，温大于1280℃；

b.转炉冶炼：入炉铁水Si含量在0.60％以下，铁水温度≥1270℃，废钢严格采用优质边角料，过程枪位控制在1.0-1.6m之间，严格按照石灰加入模型进行加入，确保终渣碱度在3.2-3.5之间，终点C含量控制在0.06％以上，P含量控制在0.015％以下，出钢过程中采用硅铝钡钙进行预脱氧，出钢前期采用挡渣塞进行挡渣，后期采用挡渣锥进行挡渣，出钢过程中严禁下渣，钢水到氩站后一次性加入铝线，确保氩后Als含量控制在0.040-0.060％之间，强吹3min后离站，离站温度控制1580℃以上；

c.LF精炼：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；脱氧剂以电石、铝粒、硅铁粉、铝线等为主；精炼结束后确保软吹时间≥20min，杜绝暴吹现象发生；根据实际情况控制上钢温度，确保中包钢水过热度控制在15±5℃之内；

d.连铸浇注：浇钢前保证铸机设备状况良好，中包过热度15±5℃，拉速：0.7m/min，二冷制度采用8#水表，连铸浇钢要求全程保护浇铸，大包开浇后1min内必须套保护管，中包浇注过程中必须保证钢液面不见红，浇钢过程中合理控制塞棒吹氩量，保证结晶器液面波动轻微；

e.加热：铸坯加热III组钢加热工艺进行，考虑到实际加热炉炉温与铸坯存在一定的温差，最高加热温度为1240℃；

f.轧制：严格坚持“高温、低速、大压下”的轧制要求，开轧温度1050℃～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℃；

g.控冷：入水温度＞760℃，返红温度控制550～600℃，冷速控制在10～15℃/s，然后送往强力矫直机进行热矫直；