[发明专利]一种易成型高强度中厚钢板的生产方法

说明书

技术领域

本发明属于炼钢技术，是一种易成型高强中厚钢板的生产方法。  

背景技术

随着冶金工业的发展，屈服550MPa以上高强钢板的生产发生了巨大的变革，从传统的再加热淬火+回火（即RQ+T）工艺发展到TMCP、TMCP+T、DQ+T、Q+P 、Q+P+T，特别是近几年轧后在线直接淬火（(Direct Quenching，简称DQ)）工艺获得了长足的进步，广泛用于高强钢板的生产。

现在DQ工艺生产的高强度结构钢较其他工艺生产的高强度结构钢，在力学性能相当的情况下可大幅度减少合金元素含量而降低碳当量，改善焊接等工艺性能，收到高效、节材、节能和降耗的多重效果；在大致相同成分的情况下，与其他工艺相比钢板强度更高、塑性及韧性更好，常规检验均能满足交货技术条件的要求。但是在实际使用中，钢板的屈强比高，特别是钢板冷弯开裂导致成型性能差，用户大量提出质量异议，拒绝使用DQ生产的高强度结构钢板。

仔细分析发现，DQ工艺生产的高强度钢板位错密度高、屈服强度高，导致屈强比高。交货要求冷弯性能检验为窄冷弯试样，而用户实际使用的要求是冷弯成型为宽冷弯；钢板拉伸检验时发现均匀延伸低，拉伸断口为韧性断裂确但存在分层，同时分层面是典型的脆性断裂。

低屈强比Q550F中厚高强钢板交货技术条件：化学成分要求如表1，根据需要生产厂可添加其中一种或几种合金元素，最大值应符合表中规定，其含量应在质量证明书中报告，钢中至少应添加Nb、Ti、V、Al中的一种细化晶粒元素，其中至少一种元素的最小量为0.015％（对于Al为Als），也可用Alt替代Als，此时最小量为0.018％，CEV= C＋Mn/6＋（Cr＋Mo＋V）/5＋（Ni＋Cu）/15；力学性能要求如表2，拉伸试验适用于横向试样，冲击试验适用于纵向试样，当屈服现象不明显时，采用Rp_0.2。

表1  厚度≤50mm Q550F钢化学成分要求(%)

表2  厚度≤50mm Q550F钢力学性能要求

DQ工艺生产高强钢板专利如中国专利申请200910046581.1“一种超细晶贝氏体高强钢及其制造方法”，201010101815.0“一种低成本屈服强度700MPa非调质处理高强度钢板及其制造方法”，201210011762.2“低屈强比易焊接高强钢板及其制备工艺”，201110181602.8“采用直接淬火工艺生产石油储罐钢板的方法”。其中前三项为TMCP工艺生产高强钢板，后一项采用的是DQ+T工艺生产高强钢板，但是钢板成分中含有B导致钢板屈强比高、钢板均匀延伸率低、冷弯成型开裂。

总之，传统的直接淬火+回火工艺（DQ+T）生产的高强度钢板有如下缺点：钢板成分中均含有B元素，钢板淬透性好，生产出钢板强度高、冲击高、延伸率较高，但是均匀延伸＜7%、钢板屈强比＞0.96；钢板屈强比高，难以满足有关设计的实际使用要求；钢板均匀延伸低，钢板拉伸试验时断口出现分层现象，用户认为是钢板存在分层现象；钢板按照标准规定取样检验冷弯合格，但是宽冷弯及实际钢板弯曲大部分开裂，即冷弯成型性能差；钢板轧后传统DQ工艺中冷却速度＞35℃/s，导致屈强比不受控制。

发明内容

本专利旨有提供一种易成型高强中厚钢板的生产方法，生产厚度为8～40mm易成型、易焊接、低屈强比Q550F中厚高强钢板，满足工程机械、矿用机械等制造行业的需求。

本发明的技术方案：

一种易成型高强中厚钢板的生产方法，其工艺步骤为转炉炼钢→钢包炉精炼→真空处理→连铸→加热→轧制→预矫直→在线淬火→回火热处理。其特征在于：

钢的质量百分组成为：C=0.07~0.10，Si=0.30~0.45，Mn=1.45~1.55，P≤0.015，S≤0.005，Nb+V+ Ti≤0.10，Cr+ Mo≤0.3，Alt≥0.020，Pcm≤0.21。

主要工艺步骤为：

  a. 转炉炼钢：铁水硫含量控制在S≤0.020%，温度≥1250℃，铁水入转炉前将渣扒干净；转炉终点控制目标为C-T协调出钢P≤0.015%，S≤0.020%；挡渣出钢渣厚≤50mm，出钢时间4~7min；出钢1/5加入合金，出钢2/5加完合金；出钢后打入Al线不少于250～300m脱氧。