一种690MPa级别调质高强度钢板及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种690MPa级别调质高强度钢板及其生产方法，钢板化学成分组成及质量百分含量为：C：0.18～0.22%、Si：0.20～0.40%、P≤0.025%、S≤0.015%、Mn：1.7～2.2%、N：0.0060～0.0120%、V：0.090～0.12%、B：0.003～0.005%，其余为Fe和不可避免的杂质元素；生产方法包括冶炼、加热、轧制、冷却、缓冷、调质热处理工序；所述调质工序，采用淬火+回火工艺。本发明专利技术钢板组织类型为回火索氏体+回火马氏体，钢板屈服强度Rp0.2≥670MPa、抗拉强度Rm≥730MPa、A50≥20%、‑20℃横向冲击功≥80J、表面硬度HB≥360。

【技术实现步骤摘要】
一种690MPa级别调质高强度钢板及其生产方法
本专利技术属于冶金
，具体涉及一种690MPa级别调质高强度钢板及其生产方法。
技术介绍
国内工程机械行业用70kg级高强钢大多来自进口如日本WELTEN70C、SUMITEN70、瑞典SUMTIN690、美国A514Gr.B及德国DILLINGER钢铁公司生产的DILLMAX690钢板，德国DILLINGER钢铁公司生产的DILLMAX690钢板内C（0.18%）含量较高、Cr（1.50%）、Ni（1.80%）合金含量较高，钢板成本价格上升。上述几种进口钢价格普遍很高。随着高强钢在国内制造行业中用量逐渐增大，国内无法满足日益增长的市场需求。为了缓解我国海洋采油平台用高强度钢板的供应紧张问题，彻底扭转海洋采油平台用高强度钢板长期依赖进口的不利局面，同时也为了振兴我国的民族工业，舞钢利用设备优势，研制开发了大厚度海洋采油平台用690MPa级别调质高强钢，由于该钢的技术含量高、开发难度大，在国内生产尚属首次，开发该钢种具有以产顶进实现国产化的效应，而且具有良好的市场前景。该钢材的主要特点在于：（1）-20℃横向冲击功大于80J；（2）钢板耐磨性良好，满足表面钢板硬度大于360HB要求；（3）强度级别高，达到690MPa级别，保证钢结构的支撑能力。（4）由于没有加入贵重的Nb、Mo、Ni、Cr等合金生产成本低。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种690MPa级别调质高强度钢板及其生产方法；钢板具有良好的强韧性匹配，实现机械性能、加工性能良好，满足平台工程装备制造工厂施工工艺条件的要求。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种690MPa级别调质高强度钢板，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.18～0.22%、Si：0.20～0.40%、P≤0.025%、S≤0.015%、Mn：1.7～2.2%、N：0.0060～0.0120%、V：0.090～0.12%、B：0.003～0.005%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。本专利技术所述钢板厚度为10～50mm，钢板组织类型为：回火索氏体+回火马氏体。本专利技术所述钢板力学性能：屈服强度Rp0.2≥670MPa，抗拉强度Rm≥730MPa，A50≥20%，-20℃横向冲击功≥80J，表面硬度HB≥360。本专利技术还提供了一种690MPa级别调质高强度钢板的生产方法，所述生产方法包括冶炼、加热、轧制、冷却、缓冷、调质热处理工序；所述调质热处理工序，采用淬火+回火工艺，淬火温度为800～850℃，回火温度为610～630℃。本专利技术所述冶炼工序，钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，喂Al线≥3m/t钢，白渣保持时间≥55min；石灰用量≥19kg/t钢，过程及扒渣[Al]≥0.018%；总精炼时间≥65min，精炼完毕后吊包VD炉真空处理，真空前加入VN合金，真空度≤66Pa，真空保持时间≥20min时破坏真空，最大限度减少钢中非金属夹杂物、有害元素含量，保证钢水的纯净度。本专利技术所述加热工序，为了避免低合金高强度钢锭表面出现炸裂，钢坯温送、温清、温装，装钢前晾炉≥30min，焖钢1h；低温慢速加热，最高加热温度≤1220℃，保证钢坯透烧均匀。本专利技术所述轧制工序，采用Ⅱ型控轧工艺，第一阶段为奥氏体再结晶阶段，轧制温度950～1100℃，此阶段道次压下量为10～25%，累计压下率≥70%，使奥氏体发生完全再结晶，以细化奥氏体晶粒；第二阶段为奥氏体非再结晶阶段，开轧温度≤900℃，终轧温度≤820℃，累计压下率≥30%。本专利技术所述冷却工序，轧后钢板入ACC快速冷却，返红温度650～750℃。本专利技术所述缓冷工序，钢板轧后堆垛缓冷，堆放时钢板头部或肩部尽可能对齐，堆垛时间≥48h。本专利技术所述调质热处理工序，淬火保温时间30～90min，淬火的冷却介质为水；回火总加热时间5min/mm（即按钢板厚度的毫米数，每毫米加热5分钟计算）。本专利技术设计思路：本专利技术690MPa级别的调质高强钢采用B-N-V系微合金元素复合强化，经过合理的热处理工艺，获得良好的强韧性匹配。本专利技术中碳含量在0.18～0.22%，高强钢的发展是逐步降低碳含量的过程，碳含量的降低，利于提高钢的韧性；Si含量在0.20-0.40%，Si主要以固溶强化形式提高钢的强度，但不可含量过高，以免降低钢的韧性；适量的V-N-B能显著增加钢的淬透性，推迟过冷奥氏体向珠光体转变，并形成纳米级颗粒在晶界内析出，细化组织晶粒度，钢板轧后再经过ACC快速冷却，基本可以消除钢中铁素体和珠光体的生成；单独的V经过Ⅱ型控轧后，V的C、N化物析出，强烈提高钢板的强度，杂质元素P、S等含量下限不做限制，在工艺设备能力下尽可能降低，以达到钢质纯净，力学性能均匀的目的。本专利技术690MPa级别调质高强度钢板标准参考GB/T1591；钢板性能检测方法标准参考GB/T228，GB/T229。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本专利技术690MPa级别的调质高强钢采用B-N-V系微合金元素复合强化，经过合理的热处理工艺，获得良好的强韧性匹配。2、本专利技术钢采用电炉冶炼，P、S含量低，钢质纯净，深受广大用户欢迎。3、本专利技术钢加入的贵重金属含量少，成本低，具有强大的市场竞争力。4、本专利技术的方法生产的钢板板型良好，不平度达到≤4mm/m，可减少制作方的制作钢板矫平费用80元/吨。5、由于本专利技术钢有优良的综合性能，目前用于海洋平台工程上，强度和冲击韧性有相当大的富裕量，也可广泛推广应用于电站、工程支架及其它行业，具有很好的应用前景。6、本专利技术钢种其轧制工艺简单，调质工艺范围广，易于操作，适合于有淬火机的钢铁厂生产。7、采用本专利技术钢替代进口钢，进口钢价按每吨15000元，如按平均生产成本9600元／吨，本专利技术的钢比进口节约5400元／吨。8、制造厂如制造工程机械采用调质高强钢和采用低合金钢相比，可减轻自重10～50%，并可提高设备性能和使用寿命，同时节约了能源，因此会给制造和使用部门带来更大效益。9、本专利技术钢板厚度为10～50mm，钢板组织类型为：回火索氏体+回火马氏体。10、本专利技术钢板力学性能：屈服强度Rp0.2≥670MPa，抗拉强度Rm≥730MPa，A50≥20%，-20℃横向冲击功≥80J，表面硬度HB≥360。附图说明图1为实施例1钢板的金相500X微观组织图；图2为实施例1钢板的金相100X微观组织图；图3为实施例2钢板的金相500X微观组织图；图4为实施例2钢板的金相100X微观组织图；图5为实施例3钢板的金相500X微观组织图；图6为实施例3钢板的金相100X微观组织图；图7为实施例4钢板的金相500X微观组织图；图8为实施例4钢板的金相100X微观组织图；图9为实施例5钢板的金相500X微观组织图；图10为实施例5钢板的金相100X微观组织图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细地说明；实施例1本实施例690MPa级别的调质高强钢板厚度为13mm，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.18%、Si：0.21%、Mn：1.72%、P：0.015%、S：0.005%、V：0.093%、B：0.0032%、N：0.0068%，其余为Fe和不可避免的杂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种690MPa级别调质高强度钢板，其特征在于，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.18～0.22%、Si：0.20～0.40%、P≤0.025%、S≤0.015%、Mn：1.7～2.2%、N：0.0060～0.0120%、V：0.090～0.12%、B：0.003～0.005%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。

【技术特征摘要】
1.一种690MPa级别调质高强度钢板，其特征在于，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.18～0.22%、Si：0.20～0.40%、P≤0.025%、S≤0.015%、Mn：1.7～2.2%、N：0.0060～0.0120%、V：0.090～0.12%、B：0.003～0.005%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。2.根据权利要求1所述的一种690MPa级别调质高强度钢板，其特征在于，所述钢板厚度为10～50mm，钢板组织类型为：回火索氏体+回火马氏体。3.根据权利要求1所述的一种690MPa级别调质高强度钢板，其特征在于，所述钢板力学性能：屈服强度Rp0.2≥670MPa，抗拉强度Rm≥730MPa，A50≥20%，-20℃横向冲击功≥80J，表面硬度HB≥360。4.基于权利要求1-3任意一项所述的一种690MPa级别调质高强度钢板的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括冶炼、加热、轧制、冷却、缓冷、调质热处理工序；所述调质热处理工序，采用淬火+回火工艺，淬火温度为800～850℃，回火温度为610～630℃。5.根据权利要求4所述的一种690MPa级别调质高强度钢板的生产方法，其特征在于，所述轧制工序，采用Ⅱ型控轧工艺，第一阶段为奥氏体再结晶阶段，轧制温度950～1100℃，此阶段道次压下量为10～25%，累计压下率≥...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓建军，李建朝，李杰，刘丹，龙杰，王青，王会岭，赵喜伟，袁平，付振坡，宋庆吉，
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