大厚度水电用双相钢板及其生产方法技术

技术编号:14587715 阅读:127 留言:0更新日期:2017-02-08 17:04
本发明专利技术公开了一种大厚度水电用双相钢板及其生产方法,其成分的重量百分含量为:C 0.11%~0.15%,Si 0.20%~0.40%,Mn 0.95%~1.10%,Ni 0.95%~1.05%,P≤0.010%,S≤0.005%,钢锭成材Al 0.020%~0.040%、电渣锭成材Al 0.060%~0.080%,Nb 0.020%~0.040%,Cr 0.30%~0.50%,Mo 0.40%~0.50%,余量为Fe和不可避免的杂质。本双相钢板采用C、Mn、Cr、Mo、Ni固溶强化;加入少量的Nb以细化晶粒,其碳氮化物起到弥散强化作用;加入少量的Ni以提高低温韧性。本双相钢板力学性能良好,板厚1/4处和板厚1/2处‑20℃冲击韧性优良,具有良好的组织、综合性能和焊接性能,并且成本较低。

Dual phase steel plate for large thickness water and electricity and production method thereof

The invention discloses a dual phase steel plate and its production method with a large thickness of hydropower, the weight percentage of the component is C 0.11% ~ 0.15%, 0.20% ~ 0.40% Si, Mn 0.95% ~ 1.10%, 0.95% ~ 1.05% Ni, P = 0.010%, S = 0.005%, Al 0.020% ~ ingot production 0.040%, Al electroslag ingot timber 0.060% ~ 0.080%, 0.020% ~ 0.040% Nb, Cr 0.30% ~ 0.50%, 0.40% ~ 0.50% Mo, residual Fe and inevitable impurities. The dual phase steel plate was prepared by C, Mn, Cr, Mo, Ni solid solution strengthening, adding a small amount of Nb to refine the grain, and its carbon nitride played a role in strengthening the dispersion; a small amount of Ni was added to improve the low temperature toughness. This dual phase steel has good mechanical properties and thickness of 1/4 and thickness of 1/2 at 20 DEG C excellent impact toughness, good organization, comprehensive performance and welding performance, and low cost.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种双相钢板及其生产方法,尤其是一种大厚度水电用双相钢板及其生产方法。
技术介绍
近年来,随着水电建设的迅猛发展,对于大厚度钢板的需求日益突出,市场对于厚规格低温压力容器用钢的需求越来越大。长期以来由于缺乏必要的生产设备和技术支撑,同时由于国内大厚度、大单重钢力学性能如负温冲击韧性不佳,而且生产的成本较高,致使不能满足国内市场的需求。大厚度水电用钢板往往依赖于锻造,严重制约了我国水电站建设的发展。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种性能好、成本低的大厚度水电用双相钢板;本专利技术还提供了一种大厚度水电用双相钢板的生产方法。为解决上述技术问题,本专利技术所采取的成分的重量百分含量为:C0.11%~0.15%,Si0.20%~0.40%,Mn0.95%~1.10%,Ni0.95%~1.05%,P≤0.010%,S≤0.005%,钢锭成材Al0.020%~0.040%或电渣锭成材Al0.060%~0.080%,Nb0.020%~0.040%,Cr0.30%~0.50%,Mo0.40%~0.50%,余量为Fe和不可避免的杂质。本专利技术所述双相钢板的最大厚度为270毫米。本专利技术各组分及含量的作用机理是:C:碳对钢的屈服、抗拉强度、焊接性能产生显著影响。碳通过间隙固溶能显著提高钢板强度,但碳含量过高,又会影响钢的焊接性能及韧性。Si:在炼钢过程中作为还原剂和脱氧剂,同时Si也能起到固溶强化作用,但超过0.5%时,会造成钢的韧性下降,降低钢的焊接性能。Mn:锰成本低廉,能增加钢的韧性、强度和硬度,提高钢的淬透性,改善钢的热加工性能;锰量过高,会减弱钢的抗腐蚀能力,降低焊接性能。Ni:镍能减小低温时的位错在基体金属中运动的总阻力,Ni还可以提高层错能,抑制在低温时大量位错的形成,促进低温时螺位错交滑移,使裂纹扩展消耗功增加故韧性提高,从而降低钢材的韧脆转变温度。但镍是贵重金属,过高的镍将会增加成本。P、S:在一般情况下,磷和硫都是钢中有害元素,增加钢的脆性。磷使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏;硫降低钢的延展性和韧性,在锻造和轧制时造成裂纹;因此应尽量减少磷和硫在钢中的含量。Al:铝是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝,可细化晶粒,提高冲击韧性。铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能,过高则影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。Nb:铌的加入是为了促进钢轧制显微组织的晶粒细化,可同时提高强度和韧性,铌可在控轧过程中通过抑制奥氏体再结晶有效的细化显微组织,并通过析出强化基体。铌可降低钢的过热敏感性及回火脆性。焊接过程中,铌原子的偏聚及析出可以阻碍加热时奥氏体晶粒的粗化,并保证焊接后得到比较细小的热影响区组织,改善焊接性能。Cr:在低合金钢范围内,对钢具有很大的强化作用,提高强度、硬度和耐磨性,降低钢的临界冷却速度,提高钢的淬透性。Mo:具有较强的碳化物形成能力,能够阻止奥氏体化的晶粒粗大,同时还会造成C曲线右移,减小了过冷度极大地提高了淬透性。本专利技术方法采用钢锭成材或连铸+电渣重熔成材,成材后的钢锭和电渣锭经加热、轧制和热处理工序,得到所述的双相钢板;所述双相钢板成分的重量百分含量如上所述。本专利技术方法所述轧制工序:采用二阶段轧制工艺;第一阶段的开轧温度为1050℃~1100℃,累计压下率为40~50%;第二阶段的开轧温度为880℃~920℃,累计压下率为20%~30%。进一步的,所述第一阶段的终轧温度为930℃~960℃;所述第二阶段的终轧温度为800℃~860℃,轧后ACC水冷。进一步的,所述第一阶段和第二阶段的单道次压下率均为10%~30%。本专利技术方法所述热处理工序:采用淬火+回火工艺;淬火过程中,淬火温度为870℃~880℃,保温系数2.5min/mm~2.8min/mm,出钢时先在空气中冷却到710℃~760℃再进行水冷;回火过程中,回火温度为620℃~650℃,保温时间3.5min/mm~4.5min/mm。本专利技术方法所述加热工序:采用钢锭生产时,最高加热温度为1230~1240℃,在1000℃以下升温速度为100~120℃/h,均热温度为1220℃~1230℃,总加热时间15h~20h;采用电渣锭生产时,在1000℃以下升温速度为100~120℃/h,最高加热温度1230~1240℃,均热温度1220℃~1230℃,总加热时间15h~20h。采用上述技术方案所产生的有益效果在于:本专利技术采用C、Mn、Cr、Mo、Ni固溶强化;加入少量的Nb以细化晶粒,其碳氮化物起到弥散强化作用;加入少量的Ni以提高低温韧性。本专利技术力学性能良好,板厚1/4处和板厚1/2处-20℃冲击韧性优良,具有良好的组织、综合性能和焊接性能,并且成本较低。本专利技术方法的化学成分设计采用C、Mn、Cr、Mo固溶强化,通过调整优化钢板中其它元素的配比,能在较低碳当量条件下确保钢板力学性能良好,使钢板具有良好的组织、综合性能和焊接性能,还能减低成本。本专利技术方法主要采用适当二阶段轧制工艺,解决了轧机轧制压力不足而造成的晶粒粗大不均、有优良的综合性能,同时采用特殊的热处理工艺使钢板的组织为双相组织,板厚1/4处和板厚1/2处-20℃冲击韧性优良;另外钢板延伸率有相当大的富裕量,可广泛用于水电工程,应用前景广阔。本专利技术方法采用淬火+回火的热处理工艺;淬火后采用延迟入水方式,入水温度控制在710℃~760℃之间,入淬火槽水冷已达到控制入水温度和控制水冷强度的目的,得到钢板组织均匀、细化,组织为铁素体和贝氏体双相组织。本专利技术及其方法所得钢板具有以下优点:(1)钢质更纯净;(2)负温冲击功高,板厚1/4处、1/2处-20℃横向V型冲击功150J以上;(3)厚度(Z向)拉伸断面收缩率高,断面收缩率在50%~70%之间;(4)成分以碳、锰为主,加少量的Cr、Mo、Ni元素,价格低廉;(5)最大厚度可达到270mm。试验结果表明:采用本专利技术方法所生产的钢板具有纯净度较高、-20℃冲击功及Z向断面收缩率较高、焊接性能好的特点。具体实施方式本大厚度水电用双相钢板的生产方法采用下述工艺:(1)冶炼工序:钢水先经初炼炉冶炼,再送入LF精炼炉精炼,并喂入Al线除去钢水中的氧,钢水温度达到1560±10℃转入VD炉真空脱气处理,真空度≤66.6Pa、真空保持时间≥20分钟,真空前加入CaSi块排出钢水中的非金属夹杂物、有害元素,保证钢水的纯净。(2)成材工序:采用两种不同的成材模式:一种工艺模式是钢锭成材;一种工艺模式是连铸+电渣重熔成材。A、钢锭成材:将冶炼后的钢水进行模铸,根据不同钢板厚度选用选用不同的钢锭模,模铸时控制铸温和铸速,过热度20℃~35℃,得到钢锭。B、连铸+电渣重熔成材:B1、浇铸:将冶炼后的钢水进行连铸,连铸时进行电磁搅拌或轻压下,加强凝固末端强冷,得到连铸坯;满足钢板成品尺寸的情况下,根据不同钢板厚度选用连铸坯做自耗电极;浇铸温度最好为1530℃~1545℃,过热度20℃~35℃;B2、电渣重熔:采用自耗电极进行电渣重熔,五元渣系,结晶器断面为640mm、700mm、760mm和960mm,平均溶速在20kg/min~25kg/min,加入铝粒22g/t/min~26g/t/min,同时采用风本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大厚度水电用双相钢板,其特征在于,其成分的重量百分含量为:C 0.11%~0.15%,Si 0.20%~0.40%,Mn 0.95%~1.10%,Ni 0.95%~1.05%,P≤0.010%,S≤0.005%,钢锭成材Al 0.020%~0.040%或电渣锭成材Al 0.060%~0.080%,Nb 0.020%~0.040%,Cr 0.30%~0.50%,Mo 0.40%~0.50%,余量为Fe和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种大厚度水电用双相钢板,其特征在于,其成分的重量百分含量为:C0.11%~0.15%,Si0.20%~0.40%,Mn0.95%~1.10%,Ni0.95%~1.05%,P≤0.010%,S≤0.005%,钢锭成材Al0.020%~0.040%或电渣锭成材Al0.060%~0.080%,Nb0.020%~0.040%,Cr0.30%~0.50%,Mo0.40%~0.50%,余量为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的大厚度水电用双相钢板,其特征在于:所述双相钢板的最大厚度为270毫米。3.一种大厚度水电用双相钢板的生产方法,其特征在于:其采用钢锭成材或连铸+电渣重熔成材,成材后的钢锭和电渣锭经加热、轧制和热处理工序,得到所述的双相钢板;所述双相钢板成分的重量百分含量为:C0.11%~0.15%,Si0.20%~0.40%,Mn0.95%~1.10%,Ni0.95%~1.05%,P≤0.010%,S≤0.005%,钢锭成材Al0.020%~0.040%或电渣锭成材Al0.060%~0.080%,Nb0.020%~0.040%,Cr0.30%~0.50%,Mo0.40%~0.50%,余量为Fe和不可避免的杂质。4.根据权利要求3所述的大厚度水电用双相钢板的生产方法,其特征在于,所述轧制工序:采用二阶段轧制工艺;第一阶段的开轧温度为1050...

【专利技术属性】
技术研发人员:莫德敏邓建军韦明叶建军郭恒斌陈起
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

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