專利名稱：一種大厚度結(jié)構(gòu)件用鋼板及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大厚度結(jié)構(gòu)件用鋼板，同時涉及一種生產(chǎn)該鋼板的方法。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅猛發(fā)展，市場對大單重、大厚度鋼板的需求日益增大，特別 是工程機(jī)械、建筑機(jī)械及礦山機(jī)械等行業(yè)，為降低制造成本，紛紛選用國產(chǎn)鑄件和少量的鋼 板。由于國內(nèi)大厚度、大單重鋼力學(xué)性能如屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率不佳，而且生產(chǎn)的成 本較高，致使國內(nèi)大厚度、大單重結(jié)構(gòu)鋼板不能滿足市場需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種大厚度結(jié)構(gòu)件用鋼板，以提高鋼板的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng) 度及延伸率。為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種大厚度結(jié)構(gòu)件用鋼板，是 由以下重量百分比的組分熔煉而成C 0. 38-0. 42%，Si :0. 30-0. 40%, Mn 0. 75-0. 90%， P彡0· 015%, S彡0. 005%, Al 0. 020-0. 045%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。所述鋼板的厚度為100-200毫米。本發(fā)明鋼板采用的化學(xué)成分設(shè)計，碳、錳固溶強(qiáng)化；沒有加入貴重金屬，成本低； 通過后續(xù)合理的熱處理工藝，鋼板具有良好的力學(xué)性能。其中，各組分及含量在本發(fā)明中的 作用是
C 0. 38%-0. 42% 碳對鋼的屈服、抗拉強(qiáng)度、焊接性能產(chǎn)生顯著影響。碳通過間隙固溶能 顯著提高鋼板強(qiáng)度，但碳含量過高，又會影響鋼的焊接性能及韌性。Si 0. 30% 0. 40% 在煉鋼過程中作為還原劑和脫氧劑，同時Si也能起到固溶強(qiáng) 化作用，但超過0. 5%時，會造成鋼的韌性下降，降低鋼的焊接性能。Mn 0. 75% 0. 90% 錳成本低廉，能增加鋼的韌性、強(qiáng)度和硬度，提高鋼的淬透性， 改善鋼的熱加工性能；錳量過高，會減弱鋼的抗腐蝕能力，降低焊接性能。P彡0. 015%, S ( 0. 005% 在一般情況下，磷和硫都是鋼中有害元素，增加鋼的脆 性。磷使焊接性能變壞，降低塑性，使冷彎性能變壞；硫降低鋼的延展性和韌性，在鍛造和軋 制時造成裂紋；因此應(yīng)盡量減少磷和硫在鋼中的含量。Al 0. 020% 0. 040% 鋁是鋼中常用的脫氧劑。鋼中加入少量的鋁，可細(xì)化晶粒， 提高沖擊韌性。鋁還具有抗氧化性和抗腐蝕性能，過高則影響鋼的熱加工性能、焊接性能和 切削加工性能。本發(fā)明的目的還在于提供一種大厚度結(jié)構(gòu)件用鋼板的生產(chǎn)方法，以得到屈服強(qiáng)度 高、抗拉強(qiáng)度高及延伸率好的大厚度結(jié)構(gòu)件用鋼板。本發(fā)明大厚度結(jié)構(gòu)件用鋼板的生產(chǎn)方法所采用的技術(shù)方案是一種大厚度結(jié)構(gòu)件 用鋼板的生產(chǎn)方法，其步驟如下
1)冶煉將含有以下重量百分比 C :0. 38-0. 45%, Si 0. 30-0. 60%, Mn 0. 75-1. 60%,P ^ 0. 020%, S ^ 0. 015%, Al 0. 020-0. 045%組分的鋼水先經(jīng)電爐冶煉，送入LF精煉爐精 煉，鋼水溫度達(dá)到或超過1560士 10°C轉(zhuǎn)入VD爐真空脫氣處理；
2)澆鑄將冶煉后的鋼水澆鑄，得到鑄坯；
3)加熱將鑄坯進(jìn)行加熱處理，在1000°C以下升溫速度100-120°C/h，加熱至最高溫度 1240士 10°C保溫，總加熱時間12士2min/cm ；
4)軋制第一階段軋制溫度為930°C 1100°C，累計壓下率為70-90%；第二階段軋制 溫度為800-900°C，累計壓下率為30-50%，得到鋼板粗品；
5)熱處理對鋼板粗品進(jìn)行正火處理，正火溫度為(850士 10) °C，保溫系數(shù) 1. 5士2min/mm，正火后進(jìn)行風(fēng)冷，得到成品鋼板。步驟1)所述精煉時喂入Al線，真空脫氣處理前加入CaSi塊。步驟1)所述真空脫氣處理的真空度不大于66. 6Pa，真空保持時間不低于20分鐘。步驟2)所述澆鑄的溫度為1525-1535°C。步驟3)中第一階段軋制的開軋溫度為1050-1100°C，終軋溫度為930-960°C;第二 階段軋制的開軋溫度為880-900°C，終軋溫度為800-860°C。步驟3)所述第一階段軋制和第二階段軋制的單道次壓下率為10-27%。本發(fā)明的鋼板的化學(xué)成分設(shè)計采用價格低廉的碳、錳固溶強(qiáng)化，通過調(diào)整優(yōu)化鋼 板中其它元素的配比，能在低碳當(dāng)量條件下確保鋼板力學(xué)性能良好，使鋼板具有良好的組 織、綜合性能和焊接性能，還能減低成本，增強(qiáng)市場競爭力；本發(fā)明鋼板的生產(chǎn)方法采用II 型控制軋制工藝，解決了軋機(jī)軋制壓力不足而造成的晶粒粗大不均、有優(yōu)良的綜合性能；另 外鋼板延伸率有相當(dāng)大的富裕量，可廣泛用于工程和機(jī)械制造行業(yè)的使用，應(yīng)用前景廣闊； 本發(fā)明鋼板的生產(chǎn)方法采用正火的熱處理工藝，得到珠光體和鐵素體組織，通過正火鋼板 組織均勻、細(xì)化，正火溫度在840°C 860°C之間。本發(fā)明具有以下優(yōu)點①本發(fā)明的鋼質(zhì)更純凈，P彡0. 015%, S彡0. 005% ；②屈服 強(qiáng)度較高，屈服強(qiáng)度在295Mpa以上；③延伸率高，延伸率在20%_26%之間；④成分以碳、錳 為主，價格低廉；⑤鋼板最大厚度可達(dá)到200mm。試驗結(jié)果表明采用本發(fā)明的方法所生產(chǎn) 的鋼板具有純凈度較高、屈服強(qiáng)度及延伸率較高、焊接性能好的特點。
具體實施例方式實施例1
本實施例的大厚度結(jié)構(gòu)件用鋼板，厚度155mm，其是由以下重量百分比的組分熔煉而 成=C 0. 38%, Si :0. 33%, Mn :0· 80%, P :0· 014%, S :0· 002%, Al :0· 020%,余量為鐵和不可避免
的雜質(zhì)。本實施例的大厚度結(jié)構(gòu)件用鋼板生產(chǎn)方法的步驟如下
1)冶煉將含有以下重量百分比C 0. 38%, Si 0. 33%, Mn 0. 80%, P 0. 014%, S 0. 002%, Al 0. 020%組分的鋼水先經(jīng)電爐冶煉，送入LF精煉 爐精煉，并喂入Al線除去鋼水中的氧， 鋼水溫度達(dá)到或超過1560°C轉(zhuǎn)入VD爐真空脫氣處理，真空度為不大于66. 6Pa，真空保持時 間不低于20分鐘，真空前加入CaSi塊排出鋼水中的非金屬夾雜物、有害元素，保證鋼水的 純凈；
2)澆鑄真空解除后在1525°C進(jìn)行澆鑄，得到鑄坯；3)加熱將鑄坯進(jìn)行加熱處理，在1000°C以下升溫速度100°C/h，加熱至最高溫度 1240°C后保溫，總加熱時間12min/Cm (鋼板厚度)；
4)軋制第一階段軋開軋溫度為1100°C，終軋溫度為960°C，累計下壓率為70%，使奧 氏體發(fā)生完全再結(jié)晶，以細(xì)化奧氏體晶粒；第二階段為奧氏體非再結(jié)晶階段，開軋溫度為 900°C，終軋溫度為860°C，累計壓下率為30%，兩階段的單道次壓下率為10_14%，得到鋼板 粗品；
5)熱處理對鋼板粗品進(jìn)行正火處理，正火溫度為850°C，保溫系數(shù)1.5min/mm (鋼板 厚度)，出爐后放置在帶有水槽的晾鋼臺架上進(jìn)行風(fēng)冷，得到成品鋼板。本實施例的鋼板的力學(xué)性能屈服強(qiáng)度326MPa，抗拉強(qiáng)度650MPa，延伸率24%。實施例2
本實施例的大厚度結(jié)構(gòu)件用鋼板，厚度195mm，其是由以下重量百分比的組分熔煉而 成=C 0. 41%, Si :0. 36%, Mn :0· 75%, P :0· 010%, S :0· 003%, Al :0· 037%，余量為鐵和不可避免
的雜質(zhì)。本實施例的大厚度結(jié)構(gòu)件用鋼板生產(chǎn)方法的步驟如下
1)冶煉將含有以下重量百分比C 0. 41%, Si 0. 36%, Mn 0. 75%, P 0. 010%, S 0. 003%, Al 0. 037%組分的鋼水先經(jīng)電爐冶煉，送入LF精煉爐精煉，并喂入Al線除去鋼水中的氧， 鋼水溫度達(dá)到或超過1570°C轉(zhuǎn)入VD爐真空脫氣處理，真空度為不大于66. 6Pa，真空保持時 間不低于20分鐘，真空前加入CaSi塊排出鋼水中的非金屬夾雜物、有害元素，保證鋼水的 純凈；
2)澆鑄真空解除后在1530°C進(jìn)行澆鑄，得到鑄坯；
3)加熱將鑄坯進(jìn)行加熱處理，在1000°C以下升溫速度120°C/h，加熱至最高溫度 1230°C后保溫，總加熱時間Hmin/cm (鋼板厚度)；
4)軋制第一階段軋開軋溫度為1080°C，終軋溫度為930°C，累計下壓率為90%，使奧 氏體發(fā)生完全再結(jié)晶，以細(xì)化奧氏體晶粒；第二階段為奧氏體非再結(jié)晶階段，開軋溫度為 890°C，終軋溫度為830°C，累計壓下率為40%，兩階段的單道次壓下率為18_20%，得到鋼板 粗品；
5)熱處理對鋼板粗品進(jìn)行正火處理，正火溫度為840°C，保溫系數(shù)1.7min/mm (鋼板 厚度)，出爐后放置在帶有水槽的晾鋼臺架上進(jìn)行風(fēng)冷，得到成品鋼板。本實施例的鋼板的力學(xué)性能屈服強(qiáng)度310MPa，抗拉強(qiáng)度610MPa，延伸率22%。實施例3
本實施例的大厚度結(jié)構(gòu)件用鋼板，厚度200mm，其是由以下重量百分比的組分熔煉而 成=C 0. 42%, Si :0. 40%, Mn :0· 90%, P :0· 009%, S :0· 002%, Al :0· 045%,余量為鐵和不可避免 的雜質(zhì)。本實施例的大厚度結(jié)構(gòu)件用鋼板生產(chǎn)方法的步驟如下
1)冶煉將含有以下重量百分比C 0. 42%, Si 0. 40%, Mn 0. 90%, P 0. 009%, S 0. 002%, Al 0. 045%組分的鋼水先經(jīng)電爐冶煉，送入LF精煉爐精煉，并喂入Al線除去鋼水中的氧， 鋼水溫度達(dá)到或超過1550°C轉(zhuǎn)入VD爐真空脫氣處理，真空度為不大于66. 6Pa，真空保持時 間不低于20分鐘，真空前加入CaSi塊排出鋼水中的非金屬夾雜物、有害元素，保證鋼水的 純凈；
2)澆鑄真空 解除后在1535°C進(jìn)行澆鑄，得到鑄坯；3)加熱將鑄坯進(jìn)行加熱處理，在iooo°c以下升溫速度iio°cΛ，加熱至最高溫度 1250°C后保溫，總加熱時間lOmin/cm (鋼板厚度)；
4)軋制第一階段軋開軋溫度為1050°C，終軋溫度為945°C，累計下壓率為80%，使奧 氏體發(fā)生完全再結(jié)晶，以細(xì)化奧氏體晶粒；第二階段為奧氏體非再結(jié)晶階段，開軋溫度為 880°C，終軋溫度為800°C，累計壓下率為50%，兩階段的單道次壓下率為20_25%，得到鋼板 粗品；
5)熱處理對鋼板粗品進(jìn)行正火處理，正火溫度為860°C，保溫系數(shù)1.3min/mm (鋼板 厚度)，出爐后放置在帶有水槽的晾鋼臺架上進(jìn)行風(fēng)冷，得到成品鋼板。 本實施例的鋼板的力學(xué)性能屈服強(qiáng)度308MPa，抗拉強(qiáng)度605MPa，延伸率26%。
權(quán)利要求
一種大厚度結(jié)構(gòu)件用鋼板，其特征在于是由以下重量百分比的組分熔煉而成C0.38 0.42%，Si0.30 0.40%，Mn0.75 0.90%，P≤0.015%，S≤0.005%，Al0.020 0.045%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大厚度結(jié)構(gòu)件用鋼板，其特征在于所述鋼板的厚度為 100-200 毫米。
3.一種大厚度結(jié)構(gòu)件用鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于其步驟如下1)冶煉將含有以下重量百分比C :0. 38-0. 45%, Si 0. 30-0. 60%, Mn 0. 75-1. 60%, P≤0. 020%, S≤0. 015%, Al 0. 020-0. 045%組分的鋼水先經(jīng)電爐冶煉，送入LF精煉爐精 煉，鋼水溫度達(dá)到或超過1560士 10°C轉(zhuǎn)入VD爐真空脫氣處理；2)澆鑄將冶煉后的鋼水澆鑄，得到鑄坯；3)加熱將鑄坯進(jìn)行加熱處理，在1000°C以下升溫速度100-120°C/h，加熱至最高溫度 1240士 10°C保溫，總加熱時間12士2min/cm ；4)軋制第一階段軋制溫度為930°C 1100°C，累計壓下率為70-90%；第二階段軋制 溫度為800-900°C，累計壓下率為30-50%，得到鋼板粗品；5)熱處理對鋼板粗品進(jìn)行正火處理，正火溫度為850士10°C，保溫系數(shù)1. 5士2min/ mm，正火后進(jìn)行風(fēng)冷，得到成品鋼板。
4.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大厚度結(jié)構(gòu)件用鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于步驟1)所述 精煉時喂入Al線，真空脫氣處理前加入CaSi塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大厚度結(jié)構(gòu)件用鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于步驟1)所述 真空脫氣處理的真空度不大于66. 6Pa，真空保持時間不低于20分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大厚度結(jié)構(gòu)件用鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于所述步驟2) 所述澆鑄的溫度為1525-1535°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大厚度結(jié)構(gòu)件用鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于步驟4)中第 一階段軋制的開軋溫度為1050-1100°C，終軋溫度為930-960°C ；第二階段軋制的開軋溫度 為 880-900°C，終軋溫度為 800-860°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大厚度結(jié)構(gòu)件用鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于步驟4)所述 第一階段軋制和第二階段軋制的單道次壓下率為10-27%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大厚度結(jié)構(gòu)件用鋼板，是由以下重量百分比的組分熔煉而成C0.38-0.42%，Si0.30-0.40%，Mn0.75-0.90%，P≤0.015%，S≤0.005%，Al0.020-0.045%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明具有以下優(yōu)點①本發(fā)明的鋼質(zhì)更純凈，P≤0.015%，S≤0.005%；②屈服強(qiáng)度較高，屈服強(qiáng)度在295MPa以上；③延伸率高，延伸率在20%-26%之間；④成分以碳、錳為主，價格低廉；⑤鋼板最大厚度可達(dá)到200mm。試驗結(jié)果表明采用本發(fā)明的方法所生產(chǎn)的鋼板具有純凈度較高、屈服強(qiáng)度及延伸率較高、焊接性能好的特點。
文檔編號C21D8/02GK101956129SQ20101028911
公開日2011年1月26日 申請日期2010年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月23日
發(fā)明者吳濤, 宋向前, 張亞麗, 張儀杰, 張俊凱, 李建立, 李經(jīng)濤, 王全勝, 王新, 謝良法, 趙文忠, 韋明 申請人:舞陽鋼鐵有限責(zé)任公司;河北鋼鐵集團(tuán)有限公司