一种提高低合金钢厚板低温韧性的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种提高低合金钢厚板低温韧性的制造方法，以连铸坯为原料，运用特殊的轧制方法，得到具有优异低温韧性的厚板。首先将坯料进行高温(Th)加热，保温一段时间(th)后轧制至中间厚度(Hm)，即刻采用快速冷却方式冷却到特定温度范围(Ts)，随后立即回炉进行低温(Tl)加热，保温一定时间(tl)后再轧制至最终厚度(Hf)，轧后采用快冷设备加速冷却。其中要求Th＝1100～1250℃，th≥120min，Hm≥1.67Hf，Ts≤650℃，Tl＝Ac3+50～Ac3+100℃，tl＝1.0Hm+20～1.0Hm+30min。与常规TMCP轧制工艺相比，通过此工艺制得的钢板，组织更加细化和均匀，全厚度低温韧性均大幅改善，尤其是心部，‑20℃冲击功提高了1倍以上，‑40℃和‑60℃冲击功提高了3倍以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于宽厚板生产
，具体涉及一种提高低合金钢厚板低温韧性的制造方法。
技术介绍
随着建筑、桥梁、机械、压力容器等各类工程结构朝大型化、多功能、高参数等方向的发展，高强度高等级大厚度钢板的市场需求量逐渐增加，同时对厚板的质量性能要求也越来越高，如低温韧性、抗层状撕裂性能、成型和焊接性能等。而制约厚板生产和性能稳定的一个重要原因是随着厚度的增加，韧性变差，尤其是60mm以上钢板心部韧性明显降低，无法满足高质量工程结构的技术要求。为此，宽厚板生产厂家一般通过提高板坯厚度，从而提高厚板的轧制压缩比(如≥4)来保证其心部性能，增加了生产难度和成本。目前，有许多提高厚板低温韧性的专利，如专利CN105256117A、CN105063485A等均采用常规的TMCP工艺(一次加热和控轧控冷)来获得优异的低温韧性，如专利CN105420468A、CN105177445A、CN105112815A、CN105102656A等采用了常规TMCP工艺和后续热处理相结合的方式以获得良好的低温韧性。综合来看，厚板的现有生产技术主要采用一次加热和控轧控冷的工艺路线。但是这种工艺路线很难保证厚板厚度方向的性能稳定，如60mm以上钢板心部与其他厚度位置处相比，组织晶粒尺寸更为粗大且韧性更差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种提高低合金钢厚板低温韧性的制造方法，主要采用高温加热轧制和低温加热轧制相结合的生产工艺。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种提高低合金钢厚板低温韧性的制造方法，包含以下工序：1)连铸坯高温加热-轧制阶段，高温加热温度区间Th＝1100～1250℃，保温时间th≥120min，采用奥氏体再结晶控轧，轧制成厚度为Hm的中间坯；2)中间冷却阶段，采用快冷设备将轧后中间坯冷却至特定温度Ts，Ts控制在650℃及以下；3)低温加热-轧制阶段，中间坯冷却至特定温度后回炉进行低温加热，加热温度为Tl，保温一定时间tl后，再次进行轧制，轧制成品厚度Hf；4)轧后冷却阶段，以8℃/s以上的平均冷速冷却至600℃以下。进一步，所述的提高低合金钢厚板低温韧性的制造方法中钢板的成品厚度Hf≥40mm，且中间坯厚度Hm≥1.67Hf。进一步，所述的提高低合金钢厚板低温韧性的制造方法中中间坯冷却至特定温度Ts过程中，平均冷速应控制在5℃/s以上。进一步，所述的提高低合金钢厚板低温韧性的制造方法中中间坯回炉后低温加热，加热温度Tl＝Ac3+50～Ac3+100℃，保温时间tl＝1.0Hm+20～1.0Hm+30min。更进一步，所述的提高低合金钢厚板低温韧性的制造方法中整个制造过程的压缩比<4。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：1、专利技术采用两次加热和控轧控冷(即高温加热轧制和低温加热轧制相结合)的生产工艺，与现有生产技术相比，虽然在制造过程中增加了中间冷却和低温加热，但由于保留了高温再结晶轧制后的细小原始奥氏体晶粒，然后通过再次加热相变和低温控制轧制，使其组织进一步细化和均匀化，厚度1/2处平均晶粒尺寸小于16um，综合性能良好，尤其是全厚度的低温冲击韧性均有大幅改善，钢板1/2处的室温～-20℃冲击韧性提高45％以上，-40℃和-60℃的冲击韧性提高3倍以上。2、采用本专利技术工艺制得的钢板与常规工艺制得的厚板相比，轧制工艺上放宽了压缩比的限制，可在压缩比<4的条件下生产高性能厚板。附图说明图1为实施例1中钢板厚度1/2处的显微组织；图2为实施例2中钢板厚度1/2处的显微组织；图3为对比例1中钢板厚度1/2处的显微组织；图4为实施例3中钢板厚度1/2处的显微组织；图5为实施例4中钢板厚度1/2处的显微组织；图6为对比例2中钢板厚度1/2处的显微组织；具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的技术方案作进一步详细说明，但不局限于下述实施例。实施例1采用高炉-铁水预处理-转炉-LF精炼-RH脱气-钙处理-板坯连铸工艺生产厚度为220mm的连铸坯，其化学组分组成(wt％)包括：C0.17％、Si0.16％、Mn1.23％、P≤0.018％、S≤0.005％、Nb0.019％、Ti0.015％、Al0.024％，其余为Fe和不可避免的杂质。则Ac3＝910-203C0.5-15.2Ni+44.7Si+104V+31.5Mo+13.1W＝833℃。1)连铸坯高温加热-轧制阶段，高温加热至1100～1250℃高温温度区间内，保温时间大于120min后，采用奥氏体再结晶控轧，轧制成厚度为100mm的中间坯；2)中间冷却阶段，采用快冷设备以5℃/s以上的平均冷速将轧后中间坯冷却至650℃；3)低温加热-轧制阶段，中间坯冷却至650℃后回炉进行低温加热，加热温度为920℃，保温120min后，再次进行轧制，开轧温度900±10℃，终轧温度控制在820±10℃，轧制成品厚度为58mm，整个轧制过程的压缩比<4；4)轧后冷却阶段，以8℃/s以上的平均冷速冷却至600℃以下。本实施例得到钢板的组织见附图1，拉伸性能结果见表1，冲击性能结果见表2。实施例2采用高炉-铁水预处理-转炉-LF精炼-RH脱气-钙处理-板坯连铸工艺生产厚度为220mm的连铸坯，其化学组分组成(wt％)包括：C0.17％、Si0.16％、Mn1.23％、P≤0.018％、S≤0.005％、Nb0.019％、Ti0.015％、Al0.024％，其余为Fe和不可避免的杂质。则Ac3＝910-203C0.5-15.2Ni+44.7Si+104V+31.5Mo+13.1W＝833℃。1)连铸坯高温加热-轧制阶段，高温加热至1100～1250℃高温温度区间内，保温时间大于120min后，采用奥氏体再结晶控轧，轧制成厚度为100mm的中间坯；2)中间冷却阶段，采用快冷设备以5℃/s以上的平均冷速将轧后中间坯冷却至650℃；3)低温加热-轧制阶段，中间坯冷却至350℃后回炉进行低温加热，加热温度为920℃，保温120min后，再次进行轧制，开轧温度900±10℃，终轧温度控制在820±10℃，轧制成品厚度为58mm，整个轧制过程的压缩比<4；4)轧后冷却阶段，以8℃/s以上的平均冷速冷却至600℃以下。本实施例得到钢板的组织见附图2，拉伸性能结果见表1，冲击性能结果见表2。对比例1采用高炉-铁水预处理-转炉-LF精炼-RH脱气-钙处理-板坯连铸工艺生产厚度为220mm的连铸坯，其化学组分组成(wt％)包括：C0.17％、Si0.16％、Mn1.23％、P≤0.018％、S≤0.005％、Nb0.019％、Ti0.015％、Al0.024％，其余为Fe和不可避免的杂质。1)连铸坯高温加热-轧制阶段，高温加热至1100～1250℃高温温度区间内，保温时间大于120min后，采用奥氏体再结晶控轧，轧制成厚度为100mm的中间坯；2)低温区轧制阶段，中间坯在空气中待温至900±10℃开始低温区轧制(即常规TMCP工艺的第二阶段轧制)，开轧温度900±10℃，终轧温度控制在820±10℃，轧制成品厚度为58mm；3)控制冷却阶段，采用快冷设备以5℃/s以上的平均冷速将轧后中间坯冷却至650℃。本实施例得到钢板的组织见附图3，拉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高低合金钢厚板低温韧性的制造方法，其特征在于：该方法包含以下工序：1)连铸坯高温加热‑轧制阶段，高温加热温度区间Th＝1100～1250℃，保温时间th≥120min，采用奥氏体再结晶控轧，轧制成厚度为Hm的中间坯；2)中间冷却阶段，采用快冷设备将轧后中间坯冷却至特定温度Ts，Ts控制在650℃及以下；3)低温加热‑轧制阶段，中间坯冷却至特定温度后回炉进行低温加热，加热温度为Tl，保温一定时间tl后，再次进行轧制，轧制成品厚度Hf；4)轧后冷却阶段，以8℃/s以上的平均冷速冷却至600℃以下。

【技术特征摘要】
1.一种提高低合金钢厚板低温韧性的制造方法，其特征在于：该方法包含以下工序：1)连铸坯高温加热-轧制阶段，高温加热温度区间Th＝1100～1250℃，保温时间th≥120min，采用奥氏体再结晶控轧，轧制成厚度为Hm的中间坯；2)中间冷却阶段，采用快冷设备将轧后中间坯冷却至特定温度Ts，Ts控制在650℃及以下；3)低温加热-轧制阶段，中间坯冷却至特定温度后回炉进行低温加热，加热温度为Tl，保温一定时间tl后，再次进行轧制，轧制成品厚度Hf；4)轧后冷却阶段，以8℃/s以上的平均冷速冷却至600℃以下。2.根据权利要求1所述的提高低合金钢厚板低温...

【专利技术属性】
技术研发人员：张娟，杨汉，镇凡，曲锦波，
申请(专利权)人：江苏省沙钢钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32