本发明专利技术公开了一种550MPa级大厚度水电用低碳贝氏体S550Q钢板及其生产方法，所述钢板化学成分及质量百分含量如下：C：0.14～0.17%，Si：0.20～0.40%，Mn：1.00～1.20%，Ni：1.00～1.20%，P≤0.010%，S≤0.005%，Nb：0.020～0.040%，V：0.035～0.050%，Cr：0.30～0.50%，Mo：0.40～0.50%，钢锭成材时Al：0.020～0.040%或电渣锭成材时Al：0.060～0.080%，余量为Fe和不可避免的杂质。550MPa级大厚度S550Q钢板的生产方法，包括加热、轧制和热处理工序。采用本发明专利技术方法所生产的钢板具有纯净度较高、力学性能良好、板厚1/4处和板厚1/2处‑20℃冲击功及Z向断面收缩率较高、具有良好单一的贝氏体组织、综合性能和焊接性能优良的特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种低碳贝氏体钢板及其生产方法，尤其是一种550MPa级大厚度S550Q钢板及生产方法。
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、更高强度级别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、成本低的一种大厚度水电用低碳贝氏体S550Q钢板；本专利技术还提供了一种大厚度水电用低碳贝氏体S550Q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技术方案是：所述钢板化学成分及质量百分含量如下：C：0.14～0.17%，Si：0.20～0.40%，Mn：1.00～1.20%，Ni：1.00～1.20%，P≤0.010%，S≤0.005%，Nb：0.020～0.040%，V：0.035～0.050%，Cr：0.30～0.50%，Mo：0.40～0.50%，钢锭成材时Al：0.020～0.040%或电渣锭成材时Al：0.060～0.080%，余量为Fe和不可避免的杂质。本专利技术所述钢板的最大厚度为260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。同时通过两次淬火更好地起到细化晶粒的作用，为得到更高的强度级别和稳定优良的冲击韧性提供保证。V：钒能显著地改善普通低碳低合金钢的焊接性能，钒是钢的优良脱氧剂。钒在钢中主要以碳化物的形式存在，其主要作用是细化钢的组织和晶粒，钢中加入0.35%-0.50%左右的钒可细化组织晶粒，提高强度和韧性。钒还能与碳形成的碳化物，在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。钒和碳、氨、氧有极强的亲和力，与之形成相应的稳定化合物。同时钒增加淬火钢的回火稳定性，并产生二次硬化效应。V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，同时通过两次淬火更好地起到细化晶粒的作用，同时提高了回火稳定性，为得到更高的强度级别和稳定优良的冲击韧性提供保证。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。本专利技术的另一目的在于提供一种550MPa级大厚度S550Q钢板的生产方法，所述生产方法包括加热、轧制和热处理工序；所述钢板化学成分及质量百分含量如下：C：0.14～0.17%，Si：0.20～0.40%，Mn：1.00～1.20%，Ni：1.00～1.20%，P≤0.010%，S≤0.005%，Nb：0.020～0.040%，V：0.035～0.050%，Cr：0.30～0.50%，Mo：0.40～0.50%，钢锭成材时Al：0.020～0.040%、电渣锭成材时Al：0.060～0.080%，余量为Fe和不可避免的杂质。本专利技术所述轧制工序：采用二阶段轧制工艺；第一阶段的轧制温度为1080℃～1130℃，累计压下率为40～55％；第二阶段的轧制温度为870～910℃，累计压下率为20～35％，终轧温度为800～850℃，轧后ACC水冷。本专利技术所述第一阶段的开轧温度为1080～1130℃，终轧温度为920～950℃；所述第二阶段的开轧温度为870～910℃，终轧温度为800～850℃，轧后ACC水冷。本专利技术所述第一阶段和第二阶段的单道次压下率均为10～35%。本专利技术所述热处理工序：采用二次淬火＋回火工艺；第一次淬火过程中，淬火温度为910～920℃，保温系数2.5～2.8min/mm，出钢时采用直接入水2h，水冷加速冷却，第二次淬火过程中，淬火温度为840～850℃，保温系数2.5～2.8min/mm，出钢时采用直接入水2h，水冷加速冷却；回火过程中，回火温度为620～640℃，保温时间3.5～4.5min/mm。本专利技术所述生产方法成材模式为钢锭成材，加热工序最高加热温度为1230℃，在1000℃以下升温速度为100～120℃/h，均热温度为1220～1230℃，总加热时间15-20h。本专利技术所述生产方法成材模式为连铸+电渣重熔成材，加热工序最高加热温度1240℃，在1000℃以下升温速度为100～120℃/h，均热温度1220～1230℃，总加热时间15-20h。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单一的低碳贝氏体组织，能够更好的满足更高强度级别水电钢的要求，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二次淬火+回火的热处理工艺，采用一次淬火后直接入水冷却细化轧制态的晶粒，有意地控制二次淬火温度在AC3附近，以便得到单一的低碳贝氏体组织，在冲击韧性不降低的情况下，能够更好的满足更高强度级别水电钢的要求。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本专利技术生产的钢板更纯净，最大厚度可达到260mm，力学性能良好，板厚1/4处和1/2处-20℃横向V型冲击功≥150J，冲击韧性优良；厚度（Z向）拉伸断面收缩率在50～70%之间；具有良好的组织、综合性能和焊接性能；2、钢板成分以碳、锰为主，加少量的Cr、Mo、Ni元素，成本较低；3、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种550MPa级大厚度S550Q钢板，其特征在于，所述钢板化学成分及质量百分含量如下：C：0.14～0.17%，Si：0.20～0.40%，Mn：1.00～1.20%，Ni：1.00～1.20%，P≤0.010%，S≤0.005%，Nb：0.020～0.040%，V：0.035～0.050%，Cr：0.30～0.50%，Mo：0.40～0.50%，钢锭成材时Al：0.020～0.040%或电渣锭成材时Al：0.060～0.080%，余量为Fe和不可避免的杂质。
【技术特征摘要】
1.一种550MPa级大厚度S550Q钢板，其特征在于，所述钢板化学成分及质量百分含量如下：C：0.14～0.17%，Si：0.20～0.40%，Mn：1.00～1.20%，Ni：1.00～1.20%，P≤0.010%，S≤0.005%，Nb：0.020～0.040%，V：0.035～0.050%，Cr：0.30～0.50%，Mo：0.40～0.50%，钢锭成材时Al：0.020～0.040%或电渣锭成材时Al：0.060～0.080%，余量为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的550MPa级大厚度S550Q钢板，其特征在于，所述钢板的最大厚度为260毫米。3.一种550MPa级大厚度S550Q钢板的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括加热、轧制和热处理工序；所述钢板化学成分及质量百分含量如下：C：0.14～0.17%，Si：0.20～0.40%，Mn：1.00～1.20%，Ni：1.00～1.20%，P≤0.010%，S≤0.005%，Nb：0.020～0.040%，V：0.035～0.050%，Cr：0.30～0.50%，Mo：0.40～0.50%，钢锭成材时Al：0.020～0.040%、电渣锭成材时Al：0.060～0.080%，余量为Fe和不可避免的杂质。4.根据权利要求3所述的550MPa级大厚度S550Q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；第一阶段的轧制温度为1080℃～1130℃，累计压下率为40～55％；第二阶段的轧制温度为870～910℃，累计压下率为20～35％，终轧温度为800～850℃，轧...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓建军，莫德敏，韦明，叶建军，郭恒斌，陈起，陈文杰，张志勇，王飞，
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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