低成本高韧性薄规格钢板及其生产方法技术

本发明专利技术涉及一种低成本高韧性薄规格钢板及其生产方法。上述生产方法包括：加热工艺；钢板轧制成型工艺：板坯加热好之后进行控制轧制，采用两阶段控制轧制；自然空冷，最终制得钢板，钢板为10mm～14mm厚的屈服强度345MPa级结构钢。本发明专利技术通过合适的加热、轧制工艺及成分设计，能在常规的宽厚板轧机上，实现低成本高韧性薄规格结构钢板的生产，工艺路线简单，制造成本低廉。生产工艺制度比较宽松，可在宽厚板线上稳定生产。本发明专利技术钢板是以铁素体为主的组织，具有良好的塑性和韧性，‑40℃的冲击功达到140J以上，延伸率达到27％以上。

Low cost, high toughness and thin specification steel plate and production method thereof

The invention relates to a low cost, high toughness and thin specification steel plate and a production method thereof. Including the production method: heating process; steel rolling forming process: after reheating good controlled rolling, the rolling control in two stages; natural air cooling, finally produced steel, steel plate is 10mm ~ 14mm thick 345MPa yield strength steel structure. Through proper heating, rolling process and composition design, the invention can realize the production of low cost, high toughness and thin specification structural steel plate on the conventional heavy plate mill, and has simple process route and low manufacturing cost. The production process system is relatively loose, and can be stably produced on the wide and thick plate line. The present invention is to plate ferrite dominated microstructure, with good plasticity and toughness, impact energy 40 degrees above 140J, the elongation rate reached more than 27%.

【技术实现步骤摘要】
低成本高韧性薄规格钢板及其生产方法
本专利技术涉及金属材料加工领域，特别涉及一种低成本高韧性薄规格钢板及其生产方法。
技术介绍
屈服强度345MPa级的结构钢被广泛应用于风力发电、钢结构建设等领域。以前生产时，一般添加少量的Nb、V等微合金来提高强度、改善韧性。Nb、V等微合金对改善钢板的性能有良好的作用，由于Nb、V的价格较高，加入Nb、V会增加钢板的合金成本，使产品的效益降低。因此为降低吨钢成本，对于345MPa级别的钢板最好是不加Nb、V等微合金。而不加Nb、V等微合金，按常规工艺生产，一些厚度规格钢板的冲击功偏低，尤其是厚度小于等于14mm厚的钢板，经常出现冲击功低于标准下限的情况。因此要在不添加Nb、V等微合金，低成本情况下生产韧性良好的屈服强度345MPa级薄规格钢板需要较高的技术控制水平。公布号CN102312156A“一种60mm以下保性能低合金Q345E+B钢板及其生产方法”，介绍了用控轧+空冷工艺生产Q345E+B的生产方法，该方法生产的钢板性能优良，强度合适。但该方法含有一定的贵金属Ni、V，合金成本较高。公布号CN102899556A“一种低合金中厚钢板的生产方法”，介绍了用控轧+空冷工艺生产Q345D中厚钢板的生产方法，该方法生产的钢板性能优良，强度合适。但该方法适用厚度为16～60mm厚的钢板，对薄规格钢板的生产没有涉及。公布号CN105063472A“低成本345MPa级别低合金钢板及其生产方法”，介绍了在仅用合金B、N等元素生产屈服强度345MPa级别钢板的方法，该方法生产的钢板机械性能满足标准要求。但该方法要求轧后，加速冷却至600℃以下，这样薄钢板的板形控制困难，同时-20℃冲击功偏小，容易出现低于标准下限的情况。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种低成本高韧性薄规格钢板及其生产方法。。本专利技术提供一种低成本高韧性薄规格钢板，其化学成分按重量百分比计包括：C：0.16～0.18％；Si：0.15～0.25％；Mn：1.35～1.45％；P：≤0.016％；S：≤0.005％；Als：0.017～0.03％；Ca：0.001～0.0015％；其余为铁和不可避免杂质；所述钢板为10mm～14mm厚的屈服强度345MPa级结构钢。本专利技术还提供一种低成本高韧性薄规格钢板的生产方法，其包括如下步骤：加热工艺：采用250mm厚的板坯进行生产，板坯出炉温度为1190-1210℃，加热时间为220～290分钟；钢板轧制成型工艺：板坯加热好之后进行控制轧制，采用两阶段控制轧制；第一阶段开轧厚度为板坯厚度，第一阶段开轧温度为1180～1210℃，第一阶段终轧温度大于等于1040℃，第一阶段高温延伸序列轧制时，单道次压下率大于12％，第一阶段轧制速度为2.5～3.5m/s；第二阶段的开轧厚度为4.5倍成品钢板厚度，第二阶段钢板开轧温度为940～965℃，第二阶段终轧温度为810～830℃，第二阶段轧制6～7个道次，第二阶段单道次压下率大于等于15％；最终制得钢板，所述钢板为10mm～14mm厚的屈服强度345MPa级结构钢。本专利技术与现有技术比较，具有下列显著的优点和效果：1)本专利技术通过合适的加热、轧制工艺及成分设计，能在常规的宽厚板轧机上，实现低成本高韧性薄规格结构钢板的生产，工艺路线简单，制造成本低廉。生产工艺制度比较宽松，可在宽厚板线上稳定生产。2)本专利技术钢板是以铁素体为主的组织，具有良好的塑性和韧性，-40℃的冲击功达到140J以上，延伸率达到27％以上。3)钢板轧后采用自然空冷，钢板板形良好，钢板平直度满足标准和用户要求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为本专利技术实施例1的钢板的金相组织图；图2为本专利技术实施例2的钢板的金相组织图；图3为本专利技术实施例3的钢板的金相组织图。具体实施方式本专利技术公开了一种低成本高韧性薄规格钢板及其生产方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本专利技术。本专利技术的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本
技术实现思路
、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本专利技术技术。采用常规工艺生产低成本的屈服强度345MPa级的薄规格结构钢，冲击功偏低，韧性较差，钢板合格率低。本专利技术的目的是提供一种生产工艺简单，成本低，冲击韧性优良的低成本高韧性薄规格钢板及其生产方法。本专利技术提供一种低成本高韧性薄规格钢板，其化学成分按重量百分比计包括：C：0.16～0.18％；Si：0.15～0.25％；Mn：1.35～1.45％；P：≤0.016％；S：≤0.005％；Als：0.017～0.03％；Ca：0.001～0.0015％；其余为铁和不可避免杂质；所述钢板为10mm～14mm厚的屈服强度345MPa级结构钢。相应的，本专利技术还提供一种低成本高韧性薄规格钢板的生产方法，其包括如下步骤：加热工艺：采用250mm厚的板坯进行生产，板坯出炉温度为1190-1210℃，加热时间为220～290分钟；钢板轧制成型工艺：板坯加热好之后进行控制轧制，采用两阶段控制轧制；第一阶段开轧厚度为板坯厚度，第一阶段开轧温度为1180～1210℃，第一阶段终轧温度大于等于1040℃，第一阶段高温延伸序列轧制时，单道次压下率大于12％，第一阶段轧制速度为2.5～3.5m/s；第二阶段的开轧厚度为4.5倍成品钢板厚度，第二阶段钢板开轧温度为940～965℃，第二阶段终轧温度为810～830℃，第二阶段轧制6～7个道次，第二阶段单道次压下率大于等于15％；最终制得钢板，所述钢板为10mm～14mm厚的屈服强度345MPa级结构钢。由于该钢成分设计采用低成本合金成分设计，合金含量较少，因此其机械性能主要靠加热及轧制工艺来保证。由于该钢的Si含量较低，表面质量容易控制，结合钢板的轧制工艺要求，板坯的加热炉出炉温度按1190～1210℃控制，这样既保证钢板的轧制工艺能够顺利执行，又能使板坯奥氏体晶粒大小合适，利于控制钢板机械性能；同时该出炉温度下，板坯表面在加热过程中形成的初始氧化铁皮容易去除，对避免表面麻坑缺陷的产生有利。该钢在第一阶段控制轧制时，属于高温区奥氏体再结晶控制轧制，这一阶段主要是采取低速大压下的轧制策略，单道次压下率较大，这样可以在轧制时充分细化奥氏体晶粒，同时利用轧制产生的高温焊合作用，消除板坯内部的裂纹、疏松等缺陷。较低轧制速度，使每轧制一道次后，中间坯的温度都有一定程度的下降，这样轧制细化奥氏体晶粒的成果能部分保留下来，对最终的钢板机械性能有利。第二阶段采用较厚的待温厚度和较低的待温温度和终轧温度，主要是为了轧制时，充分细化奥氏体晶粒，奥氏体晶粒越细小，其晶界面积越大，由奥氏体向铁素体转变时的形核位置就越多，形核率就越高，最终得到的铁素体晶粒就越细小，钢板的冲击韧性就越好。本专利技术与现有技术比较，具有下列显著的优点和效果：1)本专利技术通过合适的加热、轧制工艺及成分设计，能在常规的宽厚板轧机上，实现低成本高韧性薄规格结构钢板的生产，工艺路线简单，制造本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低成本高韧性薄规格钢板，其特征在于，其化学成分按重量百分比计包括：C：0.16～0.18％；Si：0.15～0.25％；Mn：1.35～1.45％；P：≤0.016％；S：≤0.005％；Als：0.017～0.03％；Ca：0.001～0.0015％；其余为铁和不可避免杂质；所述钢板为10mm～14mm厚的屈服强度345MPa级结构钢。

【技术特征摘要】
1.一种低成本高韧性薄规格钢板，其特征在于，其化学成分按重量百分比计包括：C：0.16～0.18％；Si：0.15～0.25％；Mn：1.35～1.45％；P：≤0.016％；S：≤0.005％；Als：0.017～0.03％；Ca：0.001～0.0015％；其余为铁和不可避免杂质；所述钢板为10mm～14mm厚的屈服强度345MPa级结构钢。2.权利要求1所述的低成本高韧性薄规格钢板的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：加热工艺：采用250mm厚的板坯进行生产，板坯出炉温度为1190-1210℃，加热时间为220～290分...

【专利技术属性】
技术研发人员：温利军，薛越，张大治，李文彪，徐建东，赵超，张满全，戴鑫，吕雪峰，田君，高军，
申请(专利权)人：内蒙古包钢钢联股份有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15