[发明专利]一种低成本厚重Q355E热轧H型钢及其制造方法

说明书

本发明公开了一种低成本厚重Q355E热轧H型钢及其制造方法，属于钢铁冶炼技术领域。本发明的热轧H型钢，包括以下重量百分比的组分：C：0.10％～0.18％；Si：0.10％～0.60％，Mn：1.00％～1.60％；Nb：0.03％～0.05％；Ti：0.01％～0.015％；N：0.003％～0.005％，其余的为铁和其他杂质，Ti和N的乘积范围为0.00004％％～0.0007％％。生产过程中控制万能机精轧总道次为9～13道，控制精轧中倒数第5～3道的轧制变形量为7％～8％，且轧制变形温度为880℃～930℃。本发明以翼缘厚度在50mm‑80mm的厚重Q335E热轧H钢为产品目标，提出了不添加Ni和V合金元素的低成本的成分设计，配合控制粗轧后的奥氏体晶粒尺寸，获得具备高强度、高低温韧性的热轧H钢。

技术领域

本发明属于钢铁冶炼技术领域，更具体地说，涉及一种低成本厚重Q355E热轧H型钢及其制造方法。

背景技术

热轧H型钢是主要结构用钢之一，在社会经济发展中具有重要作用。随着经济发展和科技进步，高层建筑、海洋平台、大型全天候铁路交通、大型桥梁等一系列大型工程结构的建设，对新一代热轧H型钢提出了大型化、高性能化以及绿色化的要求。而我国目前对于高性能翼缘厚度大于50mm的厚重热轧H型钢产品尚属于空白，所用重型H型钢大多采用厚板焊接而成，其用材的安全性和使用便捷性都远远不如热轧H型钢。因此开发新一代厚重高性能热轧H型钢对于填补国内空白，实现厚重热轧H型钢的自主创新生产以及提升我国大型工程结构方面的国际竞争力具有重大意义。

大型结构用厚重热轧H型钢由于受到坯料尺寸和工装能力的限制，道次间以及累积的形变量较小，往往导致晶粒尺寸粗大，不能满足材料的强度、塑性和低温韧性的要求。为了获取要求的综合性能，往往需要添加贵金属元素Ni来改善钢的低温韧性，以及需要添加合金元素V来通过弥散强化实现钢的强度的提升，但是由此带来的问题在于：(1)Ni是贵金属元素，又是战略资源，资源紧缺，价格昂贵；(2)V在我国属于稀少资源，其价格一直受国外资本控制，价格波动较大，不仅影响钢材，也失去产品价格的控制权。因此，通过成分设计与工艺的优化配合，开发不添加贵金属元素Ni和合金元素V的厚重Q355E热轧H型钢，实现其产品的绿色化制造势在必行。

目前，关于热轧H型钢的研究已开展了大量的工作。例如，夏勐等人发表在《轧钢》杂志的“轧后控冷对厚壁热轧H型钢力学性能的影响”文章，其关注点在于轧后的控制冷却，研究是翼缘厚度50mm热轧H型钢Q345C钢的冷却工艺对性能的影响，未考虑到厚重热轧H型钢轧后冷却速度的提高必然会导致组织性能不均匀性的增加，进而影响厚重热轧H型钢低温韧性。吴保桥等人发表在《热加工工艺》杂志的“控温轧制对钒微合金热轧H型钢力学性能的影响”文章，其关注点主要集中在V的添加对力学性能的影响，与本发明中不添加V具有本质的不同。程鼎等人发表在《安徽冶金科技职业技术学院学报》的文章“厚壁热轧H型钢沿翼缘宽度方向低温冲击功变化规律”，其关注点在于翼缘厚度小于40mm的热轧H型钢的冲击功均匀性问题，而且其合金成分中含有0.01wt％Ni，与本发明提出的成分涉及具有本质差别。郭秀辉等人发表在《钢铁研究》杂志的“提高特厚规格Q275D热轧H型钢冲击性能的研究”文章，起关注点在于研究其低温韧性不合格的原因所在，与本发明所提出的高性能厚重热轧H型钢从产品等级和关注内容完全不同。从文献调研的情况看，目前针对翼缘厚度超过50mm的热轧H型钢方面的研究报到很少。而国外对于厚重热轧H型钢的研究，例如JFE和阿赛洛.米塔尔公司的热轧H型钢产品，一般都加入了Ni作为合金元素。因此，从成分设计和翼缘厚度综合考虑，目前对于兼顾强度和低温韧性的低成本(不含合金元素Ni，V)厚重(翼缘厚度50-80mm)的热轧H型钢的研究开发尚未见报道。