[发明专利]一种610MPa高强度高韧性厚钢板制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种610MPa高强度高韧性厚钢板制备方法。采用控轧控冷方法进行性能控制。

背景技术

在此处键钢板强度提升后，如何保证其仍具有较高的塑性和韧性，实现高强度高韧性的最佳匹配一直是中厚板产品开发中的一个难题。国内外中厚板开发一直在朝着以下方向发展，第一是钢板使用环境温度逐步降低，这对低温韧性提出了更高的要求；第二是钢板强度逐步提高，从最初的490MPa已经提升至610MPa、780MPa等。特别是厚规格钢板，强度大幅提升后，如何控制韧性、塑性，则一直是科研人员不断研究的一项重要课题。

为保证钢板性能，国内同等级别和厚度的钢板多采用调质处理。本发明采用较低碳含量的微合金钢坯，利用控轧控冷技术，在宽厚板生产线制备出了一种610MPa的高强度高韧性厚钢板，生产工艺简单有效，易于控制；钢板焊接适应性好、实现了高强度、高韧性的良好匹配。这对于厚规格的高强度钢板的开发提供了参考经验。

发明内容

本发明涉及到一种610MPa的高强度高韧性厚钢板的制备方法，同时满足高强度、高韧性要求。钢板成分设计中采用了较低的碳含量及碳当量，使得钢板拥有良好的焊接适应性。采用低碳成分，利用Mo、Ni等元素提高淬火性，Nb、V、Ti等元素细化晶粒，经本发明制造的高强度高韧性厚钢板，抗拉强度≥610MPa，屈服强度≥490MPa，延伸率≥19%，钢板厚度1/4处-60℃低温冲击功均值≥200J，钢板厚度1/2处-60℃低温冲击功均值≥100J，制备钢板厚度50～60mm，获得微观组织为板条、粒状贝氏体和少量铁素体。

本发明提供了一种在宽厚板生产线上，采用控轧控冷工艺控制技术，制备610MPa的高强度高韧性厚钢板的方法。

本发明制备的610MPa高强度高韧性厚钢板，其化学成分按重量百分数为：C: 0.03~0.10%, Si: 0.10~0.50%, Mn: 1.00~1.80%, Ti: 0.010~0.030%，Nb: 0.02~0.09%，Cu: 0.10~0.50%，Ni: 0.15~0.60%，Mo: 0.15~0.60%，余量为 Fe，生产钢板厚度规格为50~60mm，钢板微观组织为板条、粒状贝氏体和少量铁素体。

本发明采用上述化学成分钢坯，制备的钢板可满足抗拉强度≥610MPa，屈服强度≥490MPa，延伸率≥19%，钢板厚度1/4处-60℃低温冲击功均值≥200J，钢板厚度1/2处-60℃低温冲击功均值≥100J，其生产工艺具体如下：

1、加热制度：加热炉分为3个加热段和1个均热段，将钢坯加热到1150～1200℃，其中第一加热段加热时间控制在45～60min，第二加热段加热时间控制在45～60min，第三加热段加热时间控制在60～90min，均热段加热时间控制在45～60min，保证钢坯在炉内加热均匀性，同时实现细化晶粒元素Nb、Ti的充分溶解，并避免发生粗化；

2、轧制工艺：严格控制生产钢板压缩比≥6.0，既铸坯厚度与成品板厚度之比，轧制分两阶段轧制，即再结晶区轧制和未再结晶区轧制，第一阶段为再结晶区轧制，开轧温度1100～1150℃，分为7～8道次轧制完毕，其中第4道次开始压下率≥10%，并依次提高，再结晶区轧制最后2道次压下率≥20%，再结晶区轧制总压下率≥60%，其计算方法为：（钢坯厚度-中间坯厚度）×100% / 钢坯厚度；

中间坯待温厚度控制为成品板厚度的1.5～4倍；

未再结晶区轧通过4道次将中间坯轧到成品板厚度，开轧温度处于830～930℃，道次压下率控制在15～28%；终轧温度处于760～850℃。

3、水冷工艺：热轧后进行层流冷却，钢板出水后表面温度控制在350～450℃，冷却速度控制在12～20℃/s；

本发明的优点在于，采用低碳成分，利用Mo、Ni等元素提高淬火性，Nb、V、Ti等元素细化晶粒，经本发明生产的钢板较同等级钢板综合力学性能大幅改善：轧态钢板抗拉强度≥610MPa，屈服强度≥490MPa，延伸率≥19%，钢板厚度1/4处-60℃低温冲击功均值≥200J，钢板厚度1/2处-60℃低温冲击功均值≥100J，制备钢板厚度50～60mm，钢板焊接适应性良好，微观组织为板条、粒状贝氏体和少量铁素体。

附图说明

图1.1为实施例1钢板沿厚度方向1/4处典型微观组织照片。

图1.2为实施例1钢板沿厚度方向1/2处典型微观组织照片。

图2.1为实施例2钢板沿厚度方向1/4处典型微观组织照片。