一种345MPa级低成本高韧性钢板及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种345MPa级低成本高韧性钢板及其生产方法，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.13～0.16%，Si：0.20～0.45%，Mn：1.45～1.55%，P≤0.012%，S≤0.008%，Al：0.020～0.045%，Nb：0.030～0.040%，余量为Fe和不可避免的杂质；所述生产方法包括钢坯加热、控制轧制、轧后冷却、钢板矫直工序。本发明专利技术成分设计通过优化钢板中合金元素的配比，强化加热和控制轧制工艺，增大轧制的道次压下量，轧后采用入水冷却，细化晶粒组织，得到‑52℃低温冲击良好的钢板，满足严寒地区和极限条件设备的安全需求，降低了生产成本，提高了经济效益。

A 345MPa Low Cost High Toughness Steel Plate and Its Production Method

The invention discloses a 345 MPa low-cost high toughness steel plate and its production method. The chemical composition and mass percentage of the steel plate are C:0.13-0.16%, Si:0.20-0.45%, Mn:1.45-1.55%, P<0.012%, S<0.008%, Al:0.020-0.045%, Nb:0.030-0.040%, and the remainder is Fe and inevitable impurities. The production method includes billet heating, control and control. Rolling, cooling after rolling and straightening of steel plate. By optimizing the proportion of alloy elements in steel plate, intensifying heating and controlling rolling process, increasing rolling pass reduction, cooling with water after rolling and refining grain structure, the composition design of the invention obtains steel plate with good low temperature impact at 52 (?) C, which meets the safety requirements of equipment in cold regions and extreme conditions, reduces production costs and improves economic benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种345MPa级低成本高韧性钢板及其生产方法
本专利技术属于冶金
，具体涉及一种345MPa级低成本高韧性钢板及其生产方法。
技术介绍
目前，随着国民经济的发展，对设备的使用环境和安全性提出了越来越高的要求，对钢材来说，良好的低温冲击韧性可以保证设备在严寒地区和极限条件下（如事故状态）不致被破坏，从而提高设备的安全性。345MP级别是钢板最常用的强度级别，因其具有较高的强度和较好的韧性而得到广泛的应用。一般来说，要得到较高的强度，除需较高的碳含量外，还需加入较多的Mn等合金元素，提供钢的内部强化骨架，则势必提高钢的碳当量，而高强度与高韧性是一对矛盾因素，高强度会导致钢的韧性降低，还会导致钢板的焊接性能的恶化。因此，如何在控制较低合金成本的同时，得到良好的强韧性匹配，尤其是冲击温度低于-50℃时的冲击韧性，是钢板生产中的重要难题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种345MPa级低成本高韧性钢板及其生产方法。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种345MPa级低成本高韧性钢板，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.13～0.16%，Si：0.20～0.45%，Mn：1.45～1.55%，P≤0.012%，S≤0.008%，Al：0.020～0.045%，Nb：0.030～0.040%，余量为Fe和不可避免的杂质。本专利技术所述钢板的厚度为20～50mm，厚度偏差为0～+0.6mm。本专利技术所述钢板组织为铁素体+珠光体，晶粒度≥8.0级。本专利技术所述钢板屈服强度≥345MPa，抗拉强度485～620MPa，延伸率≥22%，-52℃横向冲击功≥47J；钢板不平度≤5mm/m。本专利技术还提供了一种345MPa级低成本高韧性钢板的生产方法，所述生产方法包括钢坯加热、控制轧制、轧后冷却、钢板矫直工序；所述控制轧制工序，采用两阶段轧制工艺，Ⅰ阶段开轧温度为1050～1130℃，Ⅱ阶段开轧温度为840～860℃，终轧温度为800～830℃，最大道次压下量≥25mm。本专利技术所述钢坯加热工序，钢坯最高加热温度≤1260℃，均热温度1220～1240℃，加热时间≥11min/cm，其中均热时间≥60min；所述钢坯厚度为200～300mm。本专利技术所述轧后冷却工序，钢板轧制完毕入水，水冷至650～700℃。本专利技术所述钢板矫直工序，冷却后钢板入矫直机矫平2～3道次，以获得良好的板型。本专利技术控制轧制工序，采用两阶段轧制工艺，Ⅰ阶段开轧温度为1085～1120℃，Ⅱ阶段开轧温度为843～852℃，终轧温度为805～825℃。本专利技术一种345MPa级低成本高韧性钢板产品标准参考GB/T1591-2008《低合金高强度结构钢》；产品性能检测方法标准参考GB/T228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》、GB/T229-2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》；产品超声波探伤标准参考NB/T47013.3-2015《承压设备无损检测第3部分超声检测》。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本专利技术成分设计采用较低的碳含量0.13～0.16%、适中的Mn含量1.45～1.55%、配以微量的合金元素Nb：0.030～0.040%，合金含量低，降低了合金成本和生产成本；碳含量低：C：0.13～0.16%，钢板的焊接性能良好。2、本专利技术通过优化钢板中合金元素的配比，强化加热和控制轧制工艺，增大轧制的道次压下量，细化铁素体晶粒，轧后采用入水冷却，防止晶粒进一步长大，获得细化的晶粒组织，得到-52℃横向冲击功≥47J的钢板，低温冲击韧性良好，可以满足严寒地区和极限条件设备的安全需求。3、本专利技术方法生产工艺简单，降低了生产成本，提高了经济效益。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细的说明。实施例1本实施例345MPa级低成本高韧性钢板厚度规格为20mm，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.13%，Si：0.40%，Mn：1.48%，P：0.012%，S：0.006%，Al：0.035%，Nb：0.030%，余量为Fe和不可避免的杂质。本实施例345MPa级低成本高韧性钢板的生产方法包括钢坯加热、控制轧制、轧后冷却、钢板矫直工序，具体工艺步骤如下所述：（1）钢坯加热工序：钢坯最高加热温度1260℃，均热温度1240℃，加热时间11min/cm，其中均热时间60min，钢坯厚度为200mm；（2）控制轧制工序：采用两阶段轧制工艺；Ⅰ阶段开轧温度为1080℃；Ⅱ阶段开轧温度为850℃，终轧温度为820℃，最大道次压下量25mm；（3）轧后冷却工序：钢板轧制完毕入水，水冷至650℃；（4）钢板矫直工序：冷却后钢板入矫直机矫平3道次。本实施例所得钢板的金相组织为铁素体+珠光体，超声波探伤满足NB/T47013.3-2015标准I级要求；钢板的晶粒度、不平度、厚度偏差及力学性能指标见表1。实施例2本实施例345MPa级低成本高韧性钢板厚度规格为30mm，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.14%，Si：0.30%，Mn：1.45%，P：0.009%，S：0.005%，Al：0.020%，Nb：0.033%，余量为Fe和不可避免的杂质。本实施例345MPa级低成本高韧性钢板的生产方法包括钢坯加热、控制轧制、轧后冷却、钢板矫直工序，具体工艺步骤如下所述：（1）钢坯加热工序：钢坯最高加热温度1255℃，均热温度1230℃，加热时间11min/cm，其中均热时间65min，钢坯厚度为200mm；（2）控制轧制工序：采用两阶段轧制工艺；Ⅰ阶段开轧温度为1100℃；Ⅱ阶段开轧温度为860℃，终轧温度为830℃，最大道次压下量28mm；（3）轧后冷却工序：钢板轧制完毕入水，水冷至670℃；（4）钢板矫直工序：冷却后钢板入矫直机矫平3道次。本实施例所得钢板的金相组织为铁素体+珠光体，超声波探伤满足NB/T47013.3-2015标准I级要求；钢板的晶粒度、不平度、厚度偏差及力学性能指标见表1。实施例3本实施例345MPa级低成本高韧性钢板厚度规格为35mm，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.15%，Si：0.20%，Mn：1.50%，P：0.008%，S：0.003%，Al：0.025%，Nb：0.035%，余量为Fe和不可避免的杂质。本实施例345MPa级低成本高韧性钢板的生产方法包括钢坯加热、控制轧制、轧后冷却、钢板矫直工序，具体工艺步骤如下所述：（1）钢坯加热工序：钢坯最高加热温度1250℃，均热温度1230℃，加热时间12min/cm，其中均热时间65min，钢坯厚度为250mm；（2）控制轧制工序：采用两阶段轧制工艺；Ⅰ阶段开轧温度为1130℃；Ⅱ阶段开轧温度为850℃，终轧温度为810℃，最大道次压下量30mm；（3）轧后冷却工序：钢板轧制完毕入水，水冷至680℃；（4）钢板矫直工序：冷却后钢板入矫直机矫平2道次。本实施例所得钢板的金相组织为铁素体+珠光体，超声波探伤满足NB/T47013.3-2015标准I级要求；钢板的晶粒度、不平度、厚度偏差及力学性能指标见表1。实施例4本实施例345MPa级低成本高韧性钢板厚度规格为40mm，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.16%，S本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种345MPa级低成本高韧性钢板，其特征在于，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.13～0.16%，Si：0.20～0.45%，Mn：1.45～1.55%，P≤0.012%，S≤0.008%，Al：0.020～0.045%，Nb：0.030～0.040%，余量为Fe和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种345MPa级低成本高韧性钢板，其特征在于，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.13～0.16%，Si：0.20～0.45%，Mn：1.45～1.55%，P≤0.012%，S≤0.008%，Al：0.020～0.045%，Nb：0.030～0.040%，余量为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的一种345MPa级低成本高韧性钢板，其特征在于，所述钢板的厚度为20～50mm，厚度偏差为0～+0.6mm。3.根据权利要求1所述的一种345MPa级低成本高韧性钢板，其特征在于，所述钢板组织为铁素体+珠光体，晶粒度≥8.0级。4.根据权利要求1所述的一种345MPa级低成本高韧性钢板，其特征在于，所述钢板屈服强度≥345MPa，抗拉强度485～620MPa，延伸率≥22%，-52℃横向冲击功≥47J；钢板不平度≤5mm/m。5.基于权利要求1-4任意一项所述的一种345MPa级低成本高韧性钢板的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括钢坯加热、控制轧制、轧后冷却、钢板矫直工序；所述控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓建军，李杰，张海军，林明新，龙杰，刘生，张萌，程含文，谢东，李肖，
申请(专利权)人：舞阳钢铁有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河南,41