专利名称：一种610MPa高强度高韧性厚钢板制备方法
技术领域：
本发明涉及一种610MPa高强度高韧性厚钢板制备方法。采用控轧控冷方法进行性能控制。
背景技术：
在此处键钢板强度提升后，如何保证其仍具有较高的塑性和韧性，实现高强度高韧性的最佳匹配一直是中厚板产品开发中的一个难题。国内外中厚板开发一直在朝着以下方向发展，第一是钢板使用环境温度逐步降低，这对低温韧性提出了更高的要求；第二是钢板强度逐步提高，从最初的490MPa已经提升至610MPa、780MPa等。特别是厚规格钢板，强度大幅提升后，如何控制韧性、塑性，则一直是科研人员不断研究的一项重要课题。为保证钢板性能，国内同等级别和厚度的钢板多采用调质处理。本发明采用较低碳含量的微合金钢坯，利用控轧控冷技术，在宽厚板生产线制备出了一种610MPa的高强度高韧性厚钢板，生产工艺简单有效，易于控制；钢板焊接适应性好、实现了高强度、高韧性的良好匹配。这对于厚规格的高强度钢板的开发提供了参考经验。
发明内容
本发明涉及到一种610MPa的高强度高韧性厚钢板的制备方法，同时满足高强度、 高韧性要求。钢板成分设计中采用了较低的碳含量及碳当量，使得钢板拥有良好的焊接适应性。采用低碳成分，利用Mo、M等元素提高淬火性，Nb、V、Ti等元素细化晶粒，经本发明制造的高强度高韧性厚钢板，抗拉强度彡610MPa，屈服强度彡490MPa，延伸率彡19%，钢板厚度1/4处_60°C低温冲击功均值彡200J，钢板厚度1/2处_60°C低温冲击功均值彡100J, 制备钢板厚度50 60mm，获得微观组织为板条、粒状贝氏体和少量铁素体。本发明提供了一种在宽厚板生产线上，采用控轧控冷工艺控制技术，制备610MPa 的高强度高韧性厚钢板的方法。本发明制备的610MPa高强度高韧性厚钢板，其化学成分按重量百分数为C: 0.03 0.10 Si: 0.10 0.50%，Mn: 1. 0(Γ . 80%，Ti: 0. 010^0. 030%, Nb: 0. 02、. 09%， Cu: 0. 1(Γθ. 50%，Ni 0. 15 0. 60%，Mo: 0. 15 0. 60%，余量为 Fe，生产钢板厚度规格为 5(T60mm，钢板微观组织为板条、粒状贝氏体和少量铁素体。本发明采用上述化学成分钢坯，制备的钢板可满足抗拉强度>610MPa，屈服强度彡490MPa，延伸率彡19%，钢板厚度1/4处-60°C低温冲击功均值彡200J，钢板厚度1/2 处-60°C低温冲击功均值> 100J，其生产工艺具体如下
1、加热制度加热炉分为3个加热段和1个均热段，将钢坯加热到1150 1200°C，其中第一加热段加热时间控制在45 60min，第二加热段加热时间控制在45 60min，第三加热段加热时间控制在60 90min，均热段加热时间控制在45 60min，保证钢坯在炉内加热均勻性，同时实现细化晶粒元素Nb、Ti的充分溶解，并避免发生粗化；
2、轧制工艺严格控制生产钢板压缩比彡6.0，既铸坯厚度与成品板厚度之比，轧制分两阶段轧制，即再结晶区轧制和未再结晶区轧制，第一阶段为再结晶区轧制，开轧温度 1100 1150°C，分为7 8道次轧制完毕，其中第4道次开始压下率彡10%,并依次提高，再结晶区轧制最后2道次压下率> 20%，再结晶区轧制总压下率> 60%，其计算方法为(钢坯厚度-中间坯厚度)X 100% /钢坯厚度；
中间坯待温厚度控制为成品板厚度的1. 5 4倍；
未再结晶区轧通过4道次将中间坯轧到成品板厚度，开轧温度处于830 930°C，道次压下率控制在15 28% ；终轧温度处于760 850°C。3、水冷工艺热轧后进行层流冷却，钢板出水后表面温度控制在350 450°C，冷却速度控制在12 20°C /s ；
本发明的优点在于，采用低碳成分，利用Mo、Ni等元素提高淬火性，Nb、V、Ti等元素细化晶粒，经本发明生产的钢板较同等级钢板综合力学性能大幅改善轧态钢板抗拉强度彡610MPa，屈服强度彡490MPa，延伸率彡19%，钢板厚度1/4处_60°C低温冲击功均值彡200J，钢板厚度1/2处-60°C低温冲击功均值彡100J，制备钢板厚度50 60mm，钢板焊接适应性良好，微观组织为板条、粒状贝氏体和少量铁素体。
图1. 1为实施图1.2为实施图2.1为实施图2.1为实施图3.1为实施图3.2为实施图4.1为实施图4. 2为实施图5.1为实施图5. 2为实施实施例1
根据本发明的化学成分范围，在宽厚板生产线上生产出了厚度为50mm的钢板。中间坯厚度100mm。控轧控冷工艺处理后，钢板性能优异，其化学成分如表1. 1所示，控轧控冷工艺如表1. 2所示，钢板的力学性能如表1. 3所示。钢板的微观组织见图1. 1、图1. 2。表1. 1实施例1实测化学成分(重量百分数％，其余为狗)
权利要求
1. 一种eiOMI^a高强度高韧性厚钢板制备方法，其化学成分按重量百分数为c: 0.03 0.10 Si: 0.10 0.50%，Mn: 1. 0(Γ . 80%，Ti: 0. 010^0. 030%, Nb: 0. 02、. 09%， Cu: 0. 10 0· 50%, Ni: 0. 15 0· 60%, Mo: 0. 15 0. 60%，余量为 Fe，其特征在于(1)将钢坯加热到1150 1200°C，其中第一加热段加热时间控制在45 60min，第二加热段加热时间控制在45 60min，第三加热段加热时间控制在60 90min，均热段加热时间控制在45 60min ；(2)严格控制生产钢板压缩比>6. 0，轧制分两阶段轧制，即再结晶区轧制和未再结晶区轧制，第一阶段为再结晶区轧制，开轧温度1100 1150°C，分为7 8道次轧制完毕，其中第4道次开始压下率> 10%,并依次提高，再结晶区轧制最后2道次压下率> 20%,再结晶区轧制总压下率> 60% ；(3)中间坯待温厚度控制为成品板厚度的1.5 4倍；(4)未再结晶区轧通过4道次将中间坯轧到成品板厚度，开轧温度处于830 930°C， 道次压下率控制在15 28% ；终轧温度处于760 850°C ；(5)热轧后进行层流冷却，钢板出水后表面温度控制在350 450°C，冷却速度控制在 12 20°C /s。
全文摘要
一种610MPa高强度高韧性厚钢板制备方法，其化学成分按重量百分数为C0.03~0.10%，Si0.10~0.50%，Mn1.00~1.80%，Ti0.010~0.030%，Nb0.02~0.09%，Cu0.10~0.50%，Ni0.15~0.60%，Mo0.15~0.60%，余量为Fe。本发明采用控轧控冷工艺控制技术，优点在于采用低碳成分，利用Mo、Ni等元素提高淬火性，Nb、V、Ti等元素细化晶粒，经本发明生产的钢板较同等级钢板综合力学性能大幅改善轧态钢板抗拉强度≥610MPa，屈服强度≥490MPa，延伸率≥19%，钢板厚度1/4处-60℃低温冲击功均值≥200J，钢板厚度1/2处-60℃低温冲击功均值≥100J，制备钢板厚度50～60mm，钢板焊接适应性良好，微观组织为板条、粒状贝氏体和少量铁素体。
文档编号C22C38/16GK102181784SQ20111007982
公开日2011年9月14日 申请日期2011年3月31日 优先权日2011年3月31日
发明者刘晓辉, 刘金刚, 吴斌, 姜中行, 张学峰, 张跃飞, 李战军, 杨洪智, 沈钦义, 王彦峰, 王文军, 白学军, 金茹, 隋鹤龙, 麻庆申 申请人:首钢总公司