[发明专利]大厚度低温高韧性S355J2MOD钢板及其生产方法

说明书

本发明公开了一种大厚度低温高韧性S355J2MOD钢板及其生产方法，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.16～0.18%，Mn：1.40～1.55%，P≤0.018%，S≤0.005%，Nb：0.030～0.038%，Al：0.025～0.040%，其余为铁及不可避免的杂质。本发明钢板生产方法包括轧制和调质热处理工序。采用无Ni的成分设计，辊底式淬火炉或单体炉进行加热，通过合理温度区间进行淬火和回火，保证钢板的屈服强度要求；钢板的整体性能和组织均匀一致，‑20℃冲击韧性优良，较高的抗拉强度提高了产品的安全系数，整体性能均匀稳定，有效的提高了生产效率，降低了生产成本。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种大厚度低温高韧性S355J2MOD钢板及其生产方法。

背景技术

随着机械制造业的快速发展，特别是矿山机械、起重设备等的高速发展，客户对产品的质量要求越来越苛刻，如普通的Q345D、Q355J2+N等正火低合金钢板已无法满足特大厚度规格高强度、高低温韧性的要求，一般欧洲标准EN10025-2:2004低合金钢板S355J2+N250mm规格的屈服强度275MPa，抗拉强度450-600MPa；中国标准GB/T 1591对低合金钢板Q345D 250mm规格的屈服强度265 MPa，抗拉强度450-600MPa,由于客户要求250mm规格钢板调质交货屈服强度≥340MPa，抗拉强度≥540MPa，该性能指标明显高于欧标和国标要求。

一般情况为保证特大厚度钢板板厚力学性能和低温冲击韧性，需要加入适量的贵金属Ni元素和微碳化物Nb、V元素，采用此成分设计造成成本偏高，市场竞争力低下。针对上述问题，本专利采用无Ni元素，加入适当的Nb，通过合适的调质工艺，生产低成本、性能优异的S355J2MOD钢板，产品深得客户信赖。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种大厚度低温高韧性S355J2MOD钢板；同时本发明还提供了一种大厚度低温高韧性S355J2MOD钢板的生产方法。本发明采用低成本的成分设计方法、Ⅱ型控轧工艺、轧制采用低速大压下方式和调质热处理工艺，有效避免了靠加入贵金属Ni元素来保证大厚度钢板的高屈服强度要求和低温冲击韧性要求。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种大厚度低温高韧性S355J2MOD钢板，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.16～0.18%，Mn：1.40～1.55%，P≤0.018%，S≤0.005%，Nb：0.030～0.038%，Al：0.025～0.040%，其余为铁及不可避免的杂质。

本发明所述钢板厚度为100～250mm。

本发明所述钢板组织为铁素体+回火贝氏体。

本发明所述钢板屈服强度≥340MPa、抗拉强度≥540MPa、延伸率≥20%、-20℃横向冲击功≥68J。

本发明还提供了一种大厚度低温高韧性S355J2MOD钢板的生产方法，所述生产方法包括轧制和调质热处理工序；所述轧制工序，采用Ⅱ型控轧；所述调质热处理工序，采用淬火+回火工艺。

本发明所述轧制工序，采用Ⅱ型控轧，二阶段开轧温度870～890℃，终轧温度820～840℃；晾钢厚度≥H+60mm，其中H为成品钢厚度。

本发明所述调质热处理工序，采用淬火+回火工艺；钢板厚度≤120mm规格在辊底式淬火炉淬火和辊底式回火炉回火，120mm＜钢板厚度≤250mm规格在单体炉内进行调质热处理。

本发明所述调质热处理工序，淬火温度900～920℃，保温系数1.8～2.5min/mm，保温结束后，钢板表面水冷到室温。

本发明所述调质热处理工序，回火温度630～640℃，保温系数3.0～4.0min/mm。