[发明专利]一种低成本高韧性屈服强度500MPa钢板及生产工艺

说明书

本发明属于金属材料技术领域，具体涉及一种低成本高韧性屈服强度500MPa钢板及生产工艺。该钢板的化学成分及其质量百分含量为C：0.15％‑0.17％、Si：0.10％‑0.30％、Mn：1.45％‑1.70％、S≤0.005％、P≤0.018％、Ti：0.008％‑0.018％、V：0.020％‑0.035％；Nb：0.020％‑0.035％、N≤0.005％、Als：0.015％‑0.050％，其余为Fe和不可避免的杂质元素。其生产工艺包括：铸坯生产，铸坯加热，轧制，冷却。该钢板采用较低含量铌钒微合金化以TMCP工艺生产，不添加昂贵的合金元素，降低了生产成本，且钢板具有优良的低温韧性。

技术领域

本发明属于金属材料技术领域，具体涉及一种低成本高韧性屈服强度500MPa钢板及生产工艺。

背景技术

目前对于屈服强度500MPa级别的高强度中厚钢板，或采用TMCP工艺生产或采用调质工艺生产。TMCP生产工艺采用精心设计的轧制工艺和水冷工艺配合以控制相变路径促使钢板在冷却生成细晶粒显微组织，满足性能需求。TMCP工艺生产都是采用0.10％以下的碳含量设计，调质生产的碳含量设计C在0.11％-0.18％，无论TMCP工艺还是调质工艺生产的都还需加入Cu、Cr、Ni、V、B、Mo中的至少三种或更多种合金元素，这些合金元素组合加入成本较高。另外采用TMCP工艺生产较低的碳含量设计还需要加入较多的低碳锰或者电解锰，合金成本较高；而调质生产的钢板需淬火和回火两次热处理，工艺成本也颇高。总之采用目前成分设计TMCP工艺生产的Q500钢板成本较高，而调质工艺生产的Q500钢板成本更高。

发明内容

针对现有的屈服强度500MPa钢板生产成本较高的问题，本发明提供了一种低成本高韧性屈服强度500MPa钢板，不加入昂贵的Cu、Cr、Ni、Mo等元素，也不采用B合金化，而仅以Nb、V微合金化和TMCP工艺生产，从而降低屈服强度500MPa级钢板整体生产成本。

一方面，本发明提供一种低成本高韧性屈服强度500MPa钢板，其化学成分及其质量百分含量为C：0.15％-0.17％、Si：0.10％-0.30％、Mn：1.45％-1.70％、S≤0.005％、P≤0.018％、Ti：0.008％-0.018％、V：0.020％-0.035％；Nb：0.020％-0.035％、N≤0.005％、Als：0.015％-0.050％，其余为Fe和不可避免的杂质元素；CEV≤0.47％。

进一步的，所述钢板厚度为18-40mm。

进一步的，所述钢板屈服强度ReH≥500MPa，抗拉强度Rm≥610MPa，伸长率A≥18％，-20℃纵向冲击韧性AKv≥200J，-40℃纵向冲击韧性AKv≥150J。

另一方面，本发明提供一种低成本高韧性屈服强度500MPa钢板的生产工艺，具体包括以下步骤：铸坯生产，铸坯加热，轧制，冷却；所述轧制步骤中，将加热后的铸坯采用两阶段控轧工艺。

进一步的，所述铸坯生产步骤中，采用转炉深脱磷钢水P≤0.018％，经过铁水预处理、LF脱硫和RH真空脱气后钢水S≤0.005％，连铸后得到铸坯，保证铸坯中心偏析不超过C1.5级，无内部裂纹。

进一步的，所述铸坯加热步骤中，铸坯加热温度为1150-1200℃，加热时间为9-14min/cm。

进一步的，所述轧制步骤中，第一阶段粗轧轧制终了温度为980-1100℃，其中3道次压下率均≥15％，第二阶段的开轧温度为830-870℃，终轧温度为800-840℃，轧制得到18-40mm厚板。

进一步的，所述冷却步骤中，水冷开始温度不低于800℃，以5-15℃/s的冷却速度快速冷却，冷却终止温度为580-630℃后进行矫直，即得到低成本高韧性屈服强度500MPa钢板。

本发明的有益效果在于：