一种高强度起重机臂架用钢材及其生产方法技术

本发明专利技术提供了一种高强度起重机臂架用钢材及其生产方法，含有以下重量百分比元素：C0.050～0.080％、Si 0.15～0.25％、Mn 1.70～1.90％、P≤0.020％、S≤0.010％、Als 0.020～0.060％、Cr 0.20～0.24％、Nb 0.06～0.08％、Mo 0.10～0.12％、Ti 0.11～0.13％，余量为Fe和不可避免的杂质。与现有技术相比，本发明专利技术生产的起重机吊臂结构专用钢材金相组织为针状铁素体、粒状贝氏体及少量回火马氏体，具有高强度、优良的塑韧性，还具有较高的耐磨性和可焊接性能。

High strength steel for crane boom and production method thereof

The invention provides a steel for high strength crane boom and its production method, which contains the following weight percentage elements: C0.050-0.080%, Si 0.15-0.25%, Mn 1.70-1.90%, P < 0.020%, S < 0.010%, Als 0.020-0.060%, Cr 0.20-0.24%, Nb 0.06-0.08%, Mo 0.10-0.12%, Ti 0.08. 11 to 0.13%, the allowance is Fe and unavoidable impurities. Compared with the existing technology, the metallographic structure of the special steel for crane boom structure produced by the invention is acicular ferrite, granular bainite and a small amount of tempered martensite, which has high strength, excellent plasticity and toughness, as well as high wear resistance and weldability.

【技术实现步骤摘要】
一种高强度起重机臂架用钢材及其生产方法
本专利技术属于钢板热轧领域，涉及到一种高强度起重机臂架用钢材及其生产方法，这种产品专用于生产起重机臂架的结构部件，例如移动的汽车起重机车、固定的塔式起重机、轨道式的桥式起重机的起重机吊臂结构。
技术介绍
起重机工作时整个吊臂结构承担着起升、变幅、伸缩、回转、控制、支撑等受力特点，这就要求用于生产起重机吊臂结构的钢材不仅具有高强度、优良的塑韧性，还要具有较高的耐磨性和可焊接性能。才能保证其安全性能。目前国内生产的高强钢种，是针对多种使用途径的目的而生产，并没有特别针对起重机吊臂结构而研发一种专用型钢材。并且国内很大一部分这样的钢材还依赖于进口，因此针对于起重机臂架开发一种专用型钢材是很有必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高强度起重机臂架用钢材，采用低C、低Si、适量添加Cr、Mo、Nb、Ti合金元素，使钢材具有高强度、优良的塑韧性，还要具有较高的耐磨性和可焊接性能，满足起重机吊臂结构需求。本专利技术还提供了一种高强度起重机臂架用钢材的生产方法，工艺配方配合恰当的炼钢及合适的TMCP工艺，生产出具有高强度、优良的塑韧性，还具有较高的耐磨性和可焊接性能的起重机吊臂结构专用热轧板带钢材。本专利技术具体技术方案如下：本专利技术提供的一种高强度起重机臂架用钢材，含有以下重量百分比元素：C0.050～0.080％、Si0.15～0.25％、Mn1.70～1.90％、P≤0.020％、S≤0.010％、Als0.020～0.060％、Cr0.20～0.24％、Nb0.06～0.08％、Mo0.10～0.12％、Ti0.11～0.13％，余量为Fe和不可避免的杂质。本钢种采用低C、低Si、适量添加Cr、Mo、Nb、Ti合金元素的钢种组，Cr、Mo合金元素的添加可以保持钢材的硬度，提高了钢材的耐磨性，同时提高钢材的强度，增加了对变形、开裂的抗力，一定程度上可以消除残余应力，Mo元素还具有改善钢材塑韧性的作用。适当提高的Ti元素含量以确保提高钢材的高强度，并能调整钢材高温时晶粒长大的倾向改善钢的可焊接性能。Nb元素提高钢材的蠕变强度，避免硬化回火脆性，提高钢钢材的低温和高温性能，并一定程度上提高了钢材的塑韧性。以上合金元素的添加配比可以有效地发挥此钢材使用在起重机吊臂结构上的性能优势。本专利技术提供的一种高强度起重机臂架用钢材的生产方法，工艺流程为：铁水预处理→转炉冶炼→合金微调站→LF精炼→连铸→铸坯热处理→控轧控冷→平整→横切→成品；其中，铸坯冷装入炉，在炉时间控制在4—6小时；钢坯出炉温度按1250±20℃控制；进一步的，钢种铸坯要求堆垛缓冷处理，红坯要及时入垛，缓冷时间大于72小时，72小时后要对铸坯进行检查，特别是铸坯边部和角部裂纹的检查，如出现疑似裂纹要对其进行火焰处理，以避免在轧制后的板卷边部出现边裂等表面质量缺陷；进一步的，板卷中间坯目标厚度：60±2mm；进一步的，粗轧机压下模式为3+5模式，精轧机七机架全部投入使用；进一步的，精轧机组压下率采用均衡分配模式，增加F3～F7机架的压下量，精轧压缩比按3.5控制；进一步的，轧后冷却采用全段层流冷却模式，冷却速度控制在30—40℃/S；进一步的，均热温度控制在1250±20℃，精轧终轧温度控制在840±20℃，卷取温度控制在550±20℃。进一步的，铁水必须进行脱硫处理以降低S含量。转炉尽量少使用铁块，提高优质废钢比例，避免铁块引起的硫高现象，这样可以进一步减轻专炉、精炼的脱硫任务。在生产构成中保证钢水纯净度，避免产生夹杂；保证轧制过程中板型的正常；严格控制轧制工艺及确保其表面质量；满足出口合同对产品质量及性能的要求。在后续的热轧过程中，采用适当增加精轧机组压下率，在尾部层流冷却阶段采用全冷却段冷却来提高冷却速率以达到降低卷取段温度的卷取工艺来控制钢材的最佳性能。采用本专利技术工艺生产的钢材有具有高强度、优良的塑韧性，还要具有较高的耐磨性和可焊接性能，用于制造起重机臂架的结构部件，例如移动的汽车起重机车、固定的塔式起重机、轨道式的桥式起重机的起重机吊臂结构。与现有技术相比，本专利技术生产的起重机吊臂结构专用钢材在化学元素上成分稳定，具有高强度、优良的塑韧性，还具有较高的耐磨性和可焊接性能；按照本专利技术方法生产的钢板金相组织为针状铁素体、粒状贝氏体及少量回火马氏体，力学性能中屈服强度可以达到750MPa以上、抗拉强度可以达到850MPa，延伸率≥20％，钢种-20℃夏比冲击韧性冲击功最低可达90J以上，180度冷弯d＝2a合格，焊接焊缝区域的-20℃夏比冲击韧性冲击功最低可达80J以上，具有良好的可焊解性能。附图说明图1为本专利技术生产的钢材的金相组织；图2为本专利技术生产的钢材冷弯实验(正弯)；图3为本专利技术生产的钢材冷弯实验(背弯)；图4为本专利技术生产的钢材焊接处焊缝低倍照片；图5为本专利技术生产的钢材焊接处焊缝熔合区。具体实施方式实施例1-5一种高强度起重机臂架用钢材，其含有以下重量百分比元素：见下表1。余量为Fe和不可避免的杂质。表1实施例CSiMnPSAlsCrNbMoTi实施例10.0600.201.80≤0.020≤0.0100.0400.220.070.110.12实施例20.0650.21.80≤0.020≤0.0100.0300.220.0650.110.11实施例30.0600.151.70≤0.020≤0.0100.0200.200.060.100.11实施例40.0500.251.90≤0.020≤0.0100.0250.240.080.120.13实施例50.0700.151.80≤0.020≤0.0100.0300.230.070.120.12本钢种采用低C、低Si、适量添加Cr、Mo、Nb、Ti合金元素的钢种组，Cr、Mo合金元素的添加可以保持钢材的硬度，提高了钢材的耐磨性，同时提高钢材的强度，增加了对变形、开裂的抗力，一定程度上可以消除残余应力，Mo元素还具有改善钢材塑韧性的作用。适当提高的Ti元素含量以确保提高钢材的高强度，并能调整钢材高温时晶粒长大的倾向改善钢的可焊接性能。Nb元素提高钢材的蠕变强度，避免硬化回火脆性，提高钢钢材的低温和高温性能，并一定程度上提高了钢材的塑韧性。以上合金元素的添加配比可以有效地发挥此钢材使用在起重机吊臂结构上的性能优势。实施例1-5所述的高强度起重机臂架用钢材生产方法，工艺流程为：铁水预处理→转炉冶炼→合金微调站→LF精炼→连铸→铸坯热处理→控轧控冷→平整→横切→成品；热轧过程中，采用适当增加精轧机组压下率，在尾部层流冷却阶段采用全冷却段冷却来提高冷却速率以达到降低卷取段温度的卷取工艺来控制钢材的最佳性能。铁水必须进行脱硫处理以降低S含量。转炉尽量少使用铁块，提高优质废钢比例，避免铁块引起的硫高现象，这样可以进一步减轻专炉、精炼的脱硫任务。进一步的，1)铁水预处理要求前后扒渣；2)转炉生产处要加强出钢挡渣工作，出渣过程中进行脱氧合金化；3)合金微调站加入铝粒并强搅对顶渣初步还原；4)LF炉处使用FeTi70，并保证喂钙线前后总弱搅时间大于15min；5)连铸区中包目标温度控制在液相线温度以上15-30℃；6)钢种铸坯要求堆垛缓冷处理，红坯要及时入垛，缓冷时间大于72小时，72本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度起重机臂架用钢材，其特征在于，所述高强度起重机臂架用钢材含有以下重量百分比元素：C 0.050～0.080％、Si 0.15～0.25％、Mn 1.70～1.90％、P≤0.020％、S≤0.010％、Als 0.020～0.060％、Cr 0.20～0.24％、Nb 0.06～0.08％、Mo 0.10～0.12％、Ti 0.11～0.13％，余量为Fe和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种高强度起重机臂架用钢材，其特征在于，所述高强度起重机臂架用钢材含有以下重量百分比元素：C0.050～0.080％、Si0.15～0.25％、Mn1.70～1.90％、P≤0.020％、S≤0.010％、Als0.020～0.060％、Cr0.20～0.24％、Nb0.06～0.08％、Mo0.10～0.12％、Ti0.11～0.13％，余量为Fe和不可避免的杂质。2.一种权利要求1所述的高强度起重机臂架用钢材的生产方法，其特征在于，所述生产方法工艺流程为：铁水预处理→转炉冶炼→合金微调站→LF精炼→连铸→铸坯热处理→控轧控冷→平整→横切→成品；其中，铸坯冷装入炉，在炉时间控制在4-...

【专利技术属性】
技术研发人员：金宝安，
申请(专利权)人：马鞍山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34