一种低成本750MPa强度级别碳素结构钢及生产方法技术

一种低成本750MPa强度级别碳素结构钢及生产方法，其化学成分按质量百分比计为：C：0.46％～0.50％，Si：0.17％～0.37％，Mn：0.55％～0.80％，P≤0.025％、S≤0.015％，余量为Fe和不可避免的杂质。加热过程在炉时间175～240分钟、出钢温度1200～1240℃，粗轧出口温度1000～1050℃、终轧温度850～890℃、卷取温度550～590℃、中间坯厚度48～50mm。本发明专利技术无需加入Nb、V、Ti等微合金元素，经过低温轧制，控制压下率，采用快速冷却方法，用低普通45铸坯，制造抗拉强度达到750MPa热轧钢板，省去淬火工序。

A Low Cost 750 MPa Strength Grade Carbon Structural Steel and Its Production Method

【技术实现步骤摘要】
一种低成本750MPa强度级别碳素结构钢及生产方法
本专利技术属于热轧板带钢领域，尤其涉及一种低成本750MPa强度级别碳素结构钢及生产方法。
技术介绍
近几年，随着热轧板带技术的发展和市场竞争的日趋激烈，高强度绿色环保热轧产品逐渐成为一个重要的发展方向。对于优质碳素结构钢板45来说，国家标准《优质碳素结构钢热轧厚钢板和钢带》GB/T711-2008明确说明：热处理后抗拉强度达到600MPa，延伸率达到17％。鞍钢经过大量生产实验证明，在不增加合金成本的条件下，通过降低45的轧制温度，提高冷却速度并控制轧制中间坯厚度可大幅度提高其抗拉强度。本专利技术所描述的生产方法可以使45抗拉强度达到750MPa。本专利实施后，降低高强度热轧优质碳素结构钢板的生产成本，进一步适应市场的灵活性，更好地满足用户需求，提高企业的生产效率和经济效益。
技术实现思路
本专利技术提供了一种低成本750MPa强度级别碳素结构钢及生产方法，在不增加合金成本的条件下将优质碳素结构钢板45的热轧态抗拉强度提高到750MPa以上，实现强度升级，减少客户淬火成本。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：一种低成本750MPa强度级别碳素结构钢，其化学成分按质量百分比计为：C：0.46％～0.50％，Si：0.17％～0.37％，Mn：0.55％～0.80％，杂质元素P≤0.025％、S≤0.015％，余量为Fe和不可避免的杂质。所述的750MPa强度级别碳素结构钢的组织为细铁素体+珠光体，珠光体含量大于80％。一种低成本750MPa强度级别碳素结构钢的生产方法，钢坯由转炉冶炼、炉外精炼及连铸生产而成；加热过程在炉时间175～240分钟、出钢温度1200～1240℃，轧制过程粗轧出口温度1000～1050℃、终轧温度850～890℃、卷取温度550～590℃、中间坯厚度48～50mm，层冷采用前段冷却，卷取后空冷。以下详细阐述本专利技术的优质碳素结构用钢各合金成分作用机理，其中百分符号％代表质量分数百分比：C：0.46％～0.50％C是钢中主要的固溶强化元素。C含量若低于0.46％，则很难保证钢的高强度，另一方面C含量若高于0.50％，则恶化钢的韧性而且超出45成分范围。因此，C含量要控制在0.46％～0.50％。Mn：0.55％～0.80％Mn是良好的脱氧剂和脱硫剂，是保证钢的强度和韧性的必要元素，锰和铁形成固溶体，能提高钢中铁素体和奥氏体的硬度和强度；同时又是碳化物形成元素，进入渗碳体中取代一部分铁原子。锰在钢中由于降低临界转变温度，起到细化珠光体的作用。Mn与S结合形成MnS，避免晶界处形成FeS而导致的热裂纹，同时Mn也是良好的脱氧剂并增加淬透性。Mn含量太低不能满足高强度级别钢板的要求，Mn含量过高则增加低强度级别钢板生产成本，因此，综合考虑成本及性能要求等因素，Mn含量应该控制在0.55％～0.80％。Si：0.17％～0.37％Si是钢中常见元素之一，在炼钢过程中用作还原剂和脱氧剂，固溶形态的Si能提高屈服强度和韧脆转变温度，但若超过含量上限将降低韧性和焊接性能。因此0.17％～0.37％的Si保留在钢中是必要的。P：≤0.025％、S：≤0.015％P和S都是钢中不可避免的有害杂质，它们的存在会严重恶化钢的韧性，因此要采取措施使钢中的P和S含量尽可能降低。根据本专利技术，最高P含量限制在0.025％，最高S含量限制在0.015％。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：采取上述措施后，无需加入Nb、V、Ti等微合金元素，经过低温轧制，控制压下率，采用快速冷却方法，用低成本的普通45铸坯，制造出抗拉强度达到750MPa的热轧钢板，可以省去客户淬火工序，满足客户对低成本高强度优质碳素结构钢的需求，同时降低了高强度热轧优质碳素结构钢的生产成本。附图说明图1是实施例1的产品晶相图，5.0mm(500倍)Rm＝826N/mm2。图2是实施例2的产品晶相图，4.0mm(500倍)Rm＝896N/mm2。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的具体实施方式作进一步说明：本专利技术是关于厚度规格为4mm～5mm的低成本高强度优质碳素结构钢板的生产方法。特别涉及用普通45铸坯，通过控制冷却技术制造出抗拉强度达到750MPa的热轧钢板。一种低成本750MPa强度级别碳素结构钢，其化学成分按质量百分比计为：C：0.46％～0.50％，Si：0.17％～0.37％，Mn：0.55％～0.80％，杂质元素P≤0.025％、S≤0.015％，余量为Fe和不可避免的杂质。所述的750MPa强度级别碳素结构钢的组织为细铁素体+珠光体，珠光体含量大于80％。一种低成本750MPa强度级别碳素结构钢的生产方法，钢坯由转炉冶炼、炉外精炼及连铸生产而成；加热过程在炉时间175～240分钟、出钢温度1200～1240℃，轧制过程粗轧出口温度1000～1050℃、终轧温度850～890℃、卷取温度550～590℃、中间坯厚度48～50mm，层冷采用前段冷却，卷取后空冷。轧制过程中增加中间坯厚度，进而增加精轧阶段累积压下量，提高铁素体及珠光体形核率，达到细化晶粒的目的；为抑制晶粒长大，应提高终轧后的卷取速度，使带钢快速冷却到较低温度进行卷取，卷取温度为550～590℃；层流冷却采取前段快冷(层流第一或第二组冷却集管组开始连续冷却)的冷却方式。层流水冷的冷却速度要求见表1。表1：厚度范围(mm)3.5≤厚度＜4.14.1≤厚度＜5.15.1≤厚度＜7.1层流水冷速度℃/s≥45≥31≥22按上述卷取和冷却工艺生产的750MPa优质碳素结构钢组织为细铁素体+珠光体，珠光体含量大于80％，远高于平衡态的45珠光体含量。卷取温度和冷却速度直接影响产品的组织性能，卷取温度低，冷却速度快，相变时过冷度增大，形核率提高，铁素体晶粒细化，同时，珠光体含量增加，提高强度。进一步提升产品强度等级。实施例见表2；表2：现场生产实例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低成本750MPa强度级别碳素结构钢，其特征在于，其化学成分按质量百分比计为：C：0.46％～0.50％，Si：0.17％～0.37％，Mn：0.55％～0.80％，杂质元素P≤0.025％、S≤0.015％，余量为Fe和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种低成本750MPa强度级别碳素结构钢，其特征在于，其化学成分按质量百分比计为：C：0.46％～0.50％，Si：0.17％～0.37％，Mn：0.55％～0.80％，杂质元素P≤0.025％、S≤0.015％，余量为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的一种低成本750MPa强度级别碳素结构钢，其特征在于，所述的750MPa强度级别碳素结构钢的组织为细铁素体...

【专利技术属性】
技术研发人员：张吉富，杨玉，何士国，乔磊，黄士博，冯艳斌，刘旺臣，王杰，王存，徐立家，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21