一种高强韧性高温热轧钢板及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种高强韧性高温热轧钢板及其制备方法，化学成分按重量百分比包括：C 0.04-0.15％，Si 0.05-0.35％，Mn 0.5-2.5％，Ti 0.005-0.025％，Cr≤1.0％，Mo≤0.5％，Ni≤1.0％，Cu≤0.5％，B≤0.003％，P≤0.02％，S≤0.01％，N≤0.007％，O 0.001-0.006％，Al、Zr、Mg、Ca、稀土等元素的总含量≤0.03％，余量的Fe及不可避免的杂质元素。所述钢板的制备步骤包括按上述成分冶炼浇铸，钢坯加热温度1150-1260℃，采用奥氏体高温连续轧制，轧后钢板进行浇水加速冷却，冷却速度≥5℃/s，终冷温度550-650℃，随后空冷至室温。所述钢板的显微组织为细化的针状铁素体型组织，具有良好的强韧性能。本发明专利技术钢板的制备方法工艺灵活，操作简单，节约成本，提高了生产效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钢铁产品
，特别涉及一种高强韧性高温热轧钢板及其制备方法。
技术介绍
控制轧制和控制冷却技术是提高热轧钢材综合力学性能的重要手段。传统的控制轧制工艺包括奥氏体再结晶区和未再结晶区两阶段轧制。首先通过再结晶区轧制变形使得加热过程中粗化的奥氏体晶粒反复再结晶而尺寸细化，然后待温进入奥氏体未再结晶区，经过足够的变形累积，奥氏体有效晶粒尺寸显著细化并保持了加工硬化状态。因此在随后的控制冷却过程中能够获得细化的相变组织，提高钢材性能。为了实现充分的未再结晶区轧制变形，一般需要进行Nb微合金化以提高奥氏体未再结晶温度，并且需要在钢板某一中间厚度进行待温，在相对较低的温度下完成大压下量轧制变形。采用这种工艺的缺陷是降低了生产效率并加重了轧机负荷及相关部件的损耗，并且提高了钢板的合金成本。因此，不采用传统控制轧制而采用高温奥氏体轧制但同时又能获得细化的相变组织是钢铁
的重要研究方向之一。公开号为CN103343209A的专利技术专利公开了一种改善Q235钢板性能的控轧控冷工艺，其特点是避免了钢板中间待温环节，而直接采用高温轧制，开轧温度1000-1100℃，终轧温度控制在900-950℃，轧后立即进行超快冷却，冷却速度＞100℃/s。公开号为CN101597673A的专利技术专利公开了一种低合金高强度厚钢板的减量化制造方法，其特点为采用高温奥氏体再结晶区轧制，终轧温度950-1050℃，完成轧制后轧件快速进入ACC水冷以3-10℃/s冷却到650-750℃，实现晶粒细化。公开号为CN104232868A的专利技术专利公开了一种采用超快速冷却控制奥氏体组织的优化控制轧制方法，其特点为完全在钢坯奥氏体再结晶区进行轧制，同时精确控制轧制温度和道次压下率，轧后立即进行超快速冷却，冷却速度为50-80℃/s。公开号为CN1092470A的专利技术专利公开一种钛处理钢板高温再结晶轧制加速冷却代替中低温控轧工艺，其特点是采用0.005-0.025％的Ti处理在钢中形成TiN、Ti(CN)沉淀相来细化晶粒，采用高温再结晶轧制和加速冷却，终轧温度要求控制在900-1000℃。公开号为CN102828115A的专利技术专利公开了一种Q345B中厚钢板及其生产方法，其特点是采用钒氮微合金化和高温轧制工艺，利用高温轧制过程中析出的VN粒子诱导形成晶内铁素体，细化了晶粒尺寸。其要求钢中N含量为0.008-0.018％，终轧温度1070-1100℃，冷速为18-22℃/s，终冷温度在650-750℃。公开号为CN104561792A的专利技术专利公开了一种V-N合金化高强钢板及制造方法，其特点是采用V-N合金化和高温轧制工艺，提高了生产效率。其要求钢中Ti含量0.002-0.008％，N含量0.008-0.012％，终轧温度900-950℃，冷却速度15-45℃/s，终冷温度370-550℃。公开号为CN103966410A的专利技术专利公开了一种高温轧制生产Q420级别厚板的方法，其特点是取消Nb、Ti的加入，采用低成本的VN微合金化成分设计，采用高温轧制方式取消中间坯待温过程，粗轧和精轧温度均在1000℃以上，轧后冷却采用堆垛缓冷，所得到的组织为多边形铁素体加珠光体组织。公开号为CN102409230A的专利技术专利公开了一种大线能量焊接热影响区韧性优良的钢板及其制造方法，其特点在于冶炼过程采用Ti-Mg复合脱氧，轧制工艺采用再结晶区和未再结晶区两阶段控制轧制,含钛的氧化物促进了焊接热影响区组织细化。公开号为CN102242309A的专利技术专利公开了一种大热输入焊接用含硼石油储罐钢板的生产方法，其特点在于在冶炼过程添加Ti和B对钢中的夹杂物类型、尺寸及数量进行控制，并采用控轧控冷及调质热处理工艺生产，这种夹杂物促进了焊接热影响区中晶内针状铁素体形成。公开号为CN102330020A的专利技术专利公开了一种屈服强度为345-390MPa高韧性钢板的制造方法，其特点在于采用硅锰预脱氧，采用Ti铁合金终脱氧，钢中形成以氧化钛为核心的夹杂物，促使晶内针状铁素体形核，提高钢板韧性及焊接性能，钢板中添加Nb元素并采用奥氏体两阶段控制轧制以及正火加快冷工艺。从现有的公开技术来看，采用高温奥氏体轧制并获得细晶组织的工艺途径主要有两种。一种工艺途径是再结晶区轧制和超快速冷却相结合，将高温变形之后的奥氏体立即以大冷速冷却到相变区间，奥氏体晶粒来不及粗化，所以能够得到细化的相变组织。但是这种工艺仍然需要对奥氏体终轧温度进行控制，并且要求具有较高的快速冷却能力，所以对生产设备的技术要求较高。另一种工艺途径是通过特殊的成分设计使钢中存在均匀分布的微细第二相质点并能够促进晶内铁素体的相变形核，所以即使在较粗大的奥氏体晶粒尺寸下也可以得到细化的相变组织。这种工艺通常采用钒氮微合金化，通过轧制和冷却过程V(CN)的析出来促进晶内铁素体形成，所以需要加入较高的V和N元素。另外，采用Ti或与其他元素复合脱氧形成的微细夹杂物均匀分布在钢中也具有促进晶内铁素体形成的能力，但是现有的技术通常利用这种夹杂物来改善焊接热影响区的组织，而无法直接细化热轧钢板的基体组织，仍然需要采用传统控轧控冷和热处理工艺提高钢板的性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中的问题，提供一种高强韧性高温热轧钢板及其制备方法。本专利技术采取如下技术方案：1.一种高强韧性高温热轧钢板，其特征在于，所述钢板化学成分按重量百分比包括：C0.04-0.15％，Si0.05-0.35％，Mn0.5-2.5％，Ti0.005-0.025％，Cr≤1.0％，Mo≤0.5％，Ni≤1.0％，Cu≤0.5％，B≤0.003％，P≤0.02％，S≤0.01％，N≤0.007％，O0.001-0.006％，Al、Zr、Mg、Ca、稀土元素的总含量≤0.03％，余量为Fe及不可避免的杂质元素。2.一种如权利要求1所述高强韧性高温热轧钢板的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)在冶炼浇铸工序中，按上述成分要求调整钢液中各元素含量，并浇铸成连铸坯或铸锭，其中在钢液脱氧环节，采用Ti进行脱氧；(2)在轧前加热工序中，将按上述成分要求冶炼的钢坯或钢锭加热至1150-1260℃，保温30-240分钟；(3)在热轧工序中，在钢的奥氏体动态再结晶区或完全静态再结晶区进行一阶段高温连续轧制至成品厚度；(4)在轧后冷却工序中，对钢板进行浇水加速冷却，水冷的冷却速度要求≥5℃/s，终冷温度为550-650℃，随后钢板空冷至室温。3.根据权利本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强韧性高温热轧钢板，其特征在于，所述钢板化学成分按重量百分比包括：C 0.04‑0.15％，Si 0.05‑0.35％，Mn 0.5‑2.5％，Ti 0.005‑0.025％，Cr≤1.0％，Mo≤0.5％，Ni≤1.0％，Cu≤0.5％，B≤0.003％，P≤0.02％，S≤0.01％，N≤0.007％，O 0.001‑0.006％，Al、Zr、Mg、Ca、稀土元素的总含量≤0.03％，余量为Fe及不可避免的杂质元素。

【技术特征摘要】
1.一种高强韧性高温热轧钢板，其特征在于，所述钢板化学成分按重量百分比包括：C
0.04-0.15％，Si0.05-0.35％，Mn0.5-2.5％，Ti0.005-0.025％，Cr≤1.0％，Mo≤0.5％，
Ni≤1.0％，Cu≤0.5％，B≤0.003％，P≤0.02％，S≤0.01％，N≤0.007％，O0.001-
0.006％，Al、Zr、Mg、Ca、稀土元素的总含量≤0.03％，余量为Fe及不可避免的杂质元素。
2.一种如权利要求1所述高强韧性高温热轧钢板的制备方法，其特征在于，所述方法包
括以下步骤：
(1)在冶炼浇铸工序中，按上述成分要求调整钢液中各元素含量，并浇铸成连铸坯或铸
锭，其中在钢液脱氧环节，采用Ti进行脱氧；
(2)在轧前加热工序中，将按上述成分要求冶炼的钢坯或钢锭加热至1150-1260℃，保
温30-240分钟；
(3)在热轧工序中，在钢的奥氏体动态再结晶区或完全静态...

【专利技术属性】
技术研发人员：王超，王昭东，王国栋，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21