[发明专利]一种低碳420MPa级TMCP结构用钢及其生产方法

说明书

一种低碳420MPa级TMCP结构用钢，该钢的化学成分质量百分比计为C=0.04%～0.06%，Si=0.15%~0.40%，Mn=1.20%～1.60%，P≤0.020%，S≤0.005%，Alt=0.020%～0.050%，Nb=0.030%～0.045%，Ti=0.010%~0.020%，Ni≤0.80%，N≤0.025%，Mo≤0.20%，Cr≤0.30%，Cu≤0.40%，其余为Fe和不可避免的杂质。碳当量CE≤0.40%，Pcm≤0.18%。包括如下工艺步骤：转炉冶炼、炉后扒渣、LF精炼、真空脱气处理、连铸、板坯加热、轧制。所得钢的组织为铁素体+珠光体，晶粒度9级以上；屈服强度≥420MPa、抗拉强度520~680MPa；‑20℃横向夏比V型冲击功KV2≥40J，可以用于对焊接性能、韧性、耐腐蚀性以及低温冲击性能有较高要求的各种结构件的制造。

技术领域

本发明属冶金领域技术，具体涉及到一种低碳420MPa级TMCP结构用钢及其生产方法。

背景技术

目前市场上用于桥梁制造用的低合金高强结构钢，随着对使用年限以及安全性的提高，一是对强度级别要求越来越高，从原先的345MPa级升级到现在的420MPa级；二是对钢板的焊接性能、韧性、耐腐蚀性以及低温冲击性能要求也越来越高。针对有客户询单的需求，在国家标准的基础上提出了更严格的技术要求，对碳的要求不大于0.08%，碳当量不大于0.40%，焊接裂纹敏感系数Pcm不大于0.18%，因此开展相关研究和开发一种低碳屈服420MPa级TMCP低合金高强结构用钢，以满足市场的特殊需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种屈服420MPa级TMCP结构用钢及其生产方法，生产的钢的碳含量控制在0.04%~0.06%，碳当量CE≤0.40%，Pcm≤0.18%，屈服强度≥420MPa，抗拉强度在520~680MPa，同时在-20℃低温时具有较好冲击韧性。

发明的技术方案：

一种低碳420MPa级TMCP结构用钢，钢的化学成分质量百分比为C=0.04%～0.06%，Si=0.15%~0.40%，Mn=1.20%～1.60%，P≤0.020%，S≤0.005%，Alt=0.020%～0.050%，Nb=0.030%～0.045%，Ti=0.010%~0.020%，Ni≤0.80%，N≤0.025%，Mo≤0.20%，Cr≤0.30%，Cu≤0.40%，其余为Fe和不可避免的杂质，碳当量CE≤0.40%，Pcm≤0.18%；钢板的力学性能满足屈服强度ReH≥420Mpa，抗拉强度满足Rm=520~680Mpa，延伸率A≥19%，钢板-20℃夏比V型缺口冲击值KV2≥40J。

所述碳当量CE的计算公式：CEV(%)= C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15。

所述Pcm的计算公式：Pcm(%)= C+Si/30+Mn/20+ Cu/20+ Ni/60+ Cr/20+ Mo/15+V/10+5B。

一种屈服420MPa级TMCP结构用钢的生产方法，工艺流程为转炉冶炼、炉后扒渣、LF精炼、真空脱气处理、连铸、板坯加热、轧制，关键工艺步骤如下：

a. 转炉冶炼：出钢定氧≥500ppm，P≤0.010%，出钢温度≥1580℃；出钢过程中加入石灰5~7kg/t，合成渣2~3kg/t，出钢完毕后开大氩气搅拌3~8min，然后进行扒渣操作；

b. LF 精炼：钢水进站后升温，喂入300~400m铝线进行脱氧，当钢水中Als≥0.03%后再进行合金化及造白渣操作；出站前喂入纯钙线100~200m；出站时控制钢水温度≥1610℃，出站S≤0.003%；

c. 真空脱气处理：真空度≤0.5tor以下保持时间≥15min；控制破空后温度≥1570℃，软吹氩时间≥15min，定氢≤2.0ppm；

d. 连铸：实行全程保护浇铸；中间包中钢水过热度控制在8~18℃；采用动态轻压下技术，压下量≥6.0mm；