一种薄规格Q370qE钢板的生产方法技术

一种薄规格Q370qE钢板的生产方法，钢板厚度6~10mm，钢的化学成分重量百分比为C=0.08~0.12，Si=0.15~0.40，Mn=1.20~1.60，P≤0.02，S≤0.01，Als=0.01~0.05，Nb=0.010~0.020，Ti=0.006~0.025，Cr≤0.30，Ni≤0.30，且Pcm≤0.20，余量为Fe和不可避免的杂质元素。本发明专利技术采用单相奥氏体区轧制和1~2道次的两相区轧制工艺，获得40%~60%的晶粒度为8~10级的空冷铁素体晶粒、30%~45%的晶粒度为10~12级的形变诱导铁素体晶粒、以及10%~15%的珠光体的混合组织。所生产的薄规格桥梁结构钢板在Pcm的限制下，能够兼具良好的冲击韧性和较低的屈强比，同时生产成本低、工艺简单可控，且易于控制板形。

Production method of a thin gauge Q370qE steel plate

A production method of thin Q370qE steel plate with thickness of 6~10mm, chemical composition weight percentage of C=0.08~0.12, Si=0.15~0.40, Mn=1.20~1.60, P<0.02, S<0.01, Als=0.01~0.05, Nb=0.010~0.020, Ti=0.006~0.025, Cr<0.30, Ni<0.30, Pcm<0.20, residual amount of Fe and inevitable impurities is introduced. . The invention adopts single-phase austenite zone rolling and 1-2 passes two-phase zone rolling process, and obtains air-cooled ferrite grains with grain sizes of 8-10 grade of 40% - 60%, deformation-induced ferrite grains with grain sizes of 10-12 grade of 30% - 45% and mixed microstructure of 10% - 15% pearlite. The thin-gauge bridge structural steel plate produced by this method can have both good impact toughness and low yield ratio under the limitation of Pcm. At the same time, the production cost is low, the process is simple and controllable, and it is easy to control the shape of the plate.

【技术实现步骤摘要】
一种薄规格Q370qE钢板的生产方法
本专利技术属于低合金结构钢生产
，特别是涉及一种薄规格Q370qE钢板的生产方法。
技术介绍
高强韧、低屈强比、易焊接是桥梁钢结构的基本性能要求。随着经济与冶金技术的发展，对桥梁钢结构的性能要求越来越高。中国国标GB/T714-2015版新标准与GB/T714-2008比较，将冲击功由不小于47J提高至不小于120J，且推荐屈强比不大于0.85，并对碳当量CEV和焊接裂纹敏感性指数Pcm的要求更加严格，如对热机械轧制Q370qE，若碳含量不大于0.12%时，要求Pcm不大于0.20%。众所周知，晶粒细化是提高钢铁材料冲击韧性的主要方式，但是其提高材料抗拉强度的作用往往小于其提高屈服强度的作用，因而明显提高屈强比，如专利CN104018071B“低碳当量高韧性Q420E钢板及其生产方法”，采用了低温大压下轧制技术，其强韧性优异，且Pcm≤0.20%，但屈强比为0.85~0.91。为此，常采用增加碳含量，使形成较多的珠光体量，然后利用铁素体软相和珠光体硬相的混合组织，并细化二者的晶粒尺寸到一定程度，以满足保证冲击韧性的前提下降低屈强比的要求，然而提高碳含量对Pcm的影响最为显著，如专利CN101497972B“一种高强度低屈强比焊接结构钢及其生产方法”，该钢-40℃冲击功≥200J，屈强比≤0.80，但其Pcm为0.25~0.30%，从而影响焊接性。因此，强韧性、屈强比、焊接性的综合匹配存在着矛盾，需要从微观组织的形貌、数量、大小等进行精细设计，尤其采用中厚板可逆式轧机轧制薄规格钢板时，由于薄规格钢板轧制过程中温降快，控温较困难，其综合性能之间的矛盾更为突出。尽管专利CN101660099B、CN102080192B、CN103866204B等综合考虑了材料的强韧性、屈强比和焊接性，能够满足Pcm≤0.20%、-40℃冲击功≥120J、屈强比≤0.85的要求，但专利CN101660099B添加了较多的Ni、Cr、Mo、Cu等贵重金属，合金成本高；专利CN102080192B采用了离线热处理工艺，制造工序复杂，生产周期长；专利CN103866204B通过加速冷却工艺获得双相组织，而加速冷却工艺增加了板形控制难度，特别是对薄规格中厚板。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种薄规格Q370qE钢板的生产方法，钢板厚度6~10mm，其屈服强度≥370MPa、抗拉强度≥510MPa、-40℃冲击功≥120J、且屈强比≤0.85、Pcm≤0.20%。本专利技术的技术方案是：一种薄规格Q370qE钢板的生产方法，钢板厚度6~10mm，生产工艺步骤包括冶炼、连铸、加热轧制、冷却。钢的化学成分以重量百分数计为：C=0.08~0.12，Si=0.15~0.40，Mn=1.20~1.60，P≤0.02，S≤0.01，Als=0.01~0.05，Nb=0.010~0.020，Ti=0.006~0.025，Cr≤0.30，Ni≤0.30，且Pcm≤0.20，余量为Fe和不可避免的杂质元素。其中，Pcm＝C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Mo/15+Ni/60+V/10+5B。关键工艺步骤包括：板坯加热温度≥1200℃，然后进行两个阶段轧制，第一阶段在单相奥氏体区轧制，终轧温度控制在800~850℃，第二阶段在两相区轧制，轧制温度控制在620~680℃，进行1~2道次轧制，轧制压下率控制在10%~20%。轧后空冷至室温。生产的钢板由40%~60%的晶粒度为8~10级的空冷铁素体晶粒、30%~45%的晶粒度为10~12级的形变诱导铁素体晶粒以及10%~15%的珠光体的混合组织构成。本
技术实现思路
的构成要点立足于以下认识：为在空冷过程中获得10%~15%左右的珠光体，通过杠杆定律计算平衡组织，需要严格控制碳含量在0.08%~0.12%之间；铌对晶粒细化的作用十分明显，为合理匹配强韧性和屈强比，通过奥氏体中NbC的热力学计算，以及NbC析出对晶粒尺寸影响的试验摸索，需要严格控制铌含量在0.010%~0.020%之间；考虑薄规格钢板在中厚板生产线上的控轧控冷能力不足，采用较高的加热温度，控制较高的第一阶段终轧温度，获得晶粒尺寸合适的内部累积位错少的母相奥氏体组织，使在轧后空冷过程中生成的铁素体晶粒大都为8~10级晶粒度的空冷铁素体，然后控制第二阶段在两相区轧制，并控制轧制温度、道次数和压下率，充分发挥形变诱导铁素体相变的作用，获得晶粒度为10~12级、数量为30%~45%的形变诱导铁素体。最终利用形变诱导铁素体晶粒的强化和韧化作用以及空冷铁素体和形变诱导铁素体的晶粒尺寸差别，同时与硬相珠光体形成的混合组织对屈服强度和抗拉强度贡献的差异，解决了低Pcm条件下薄规格钢板强韧性和屈强比的矛盾。本专利技术的优点在于：根据薄规格钢板在中厚板轧机轧制的特点，采用单相奥氏体区轧制和两相区轧制，精细调控形变诱导铁素体、空冷铁素体和珠光体的晶粒尺寸和组织占比，结合成分设计，获得了一种独特的适用于薄规格桥梁结构钢板的生产方法。按照所述的技术方案生产的6~10mm厚度的Q370qE桥梁结构钢板，其性能指标能达到以下水平：屈服强度≥370MPa、抗拉强度≥510MPa、-40℃冲击功≥120J、且屈强比≤0.85、Pcm≤0.20%。同时本专利技术钢板无需热处理，制造工艺简单可控；不添加Mo，可添加的Ni、Cr、Cu等贵重金属含量少，合金成本低；轧后采用空气中自然冷却的方式，易于控制板形。附图说明图1为本专利技术钢板金相组织照片。具体实施方式根据本专利技术所述的生产方法，通过120t转炉冶炼、LF炉精炼、RH炉真空处理，并浇注成220mm断面的连铸坯，然后在3800mm双机架中厚板生产线上轧制成成品。下面通过实施例和对比例对本专利技术作进一步的说明。实施例和对比例中钢板的化学成分及Pcm见表1。表1实施例和对比例中钢板的化学成分及Pcm（重量，%）实施例和对比例钢板的关键工艺参数如下。实施例1：钢板厚度8mm。板坯加热温度为1230℃，第一阶段终轧温度为825℃，第二阶段轧制2道次，轧制温度分别为678℃和628℃，道次压下率分别为8.9%和7.8%。轧后空冷至室温。对比例1.1：钢板厚度8mm。板坯加热温度为1231℃，采用单相奥氏体区轧制，终轧温度为833℃。轧后空冷至室温。对比例1.2：钢板厚度8mm。板坯加热温度为1230℃，采用单相奥氏体区轧制，终轧温度为769℃。轧后空冷至室温。实施例2：钢板厚度10mm。板坯加热温度为1220℃，第一阶段终轧温度为840℃，第二阶段轧制2道次，轧制温度分别为675℃和632℃，道次压下率分别为10.2%和8.6%。轧后空冷至室温。对比例2：钢板厚度10mm。板坯加热温度为1225℃，第一阶段终轧温度为835℃，第二阶段轧制2道次，轧制温度分别为676℃和630℃，道次压下率分别为9.7%和9.2%。轧后空冷至室温。实施例3：钢板厚度6mm。板坯加热温度为1230℃，第一阶段终轧温度为820℃，第二阶段轧制1道次，轧制温度为650℃，道次压下率为14.3%。轧后空冷至室温。对比例3：钢板厚度6mm。板坯加热温度为1232℃，第一阶段终轧温度为818℃，第二阶段轧制1道次，轧制温度为65本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄规格Q370qE钢板的生产方法，钢板厚度6~10mm，生产工艺步骤包括冶炼、连铸、加热轧制、冷却，其特征在于：钢的化学成分以重量百分数计为C=0.08~0.12，Si=0.15~0.40，Mn=1.20~1.60，P≤0.02，S≤0.01，Als=0.01~0.05，Nb=0.010~0.020，Ti=0.006~0.025，Cr≤0.30，Ni≤0.30，且Pcm≤0.20，余量为Fe和不可避免的杂质元素，其中，Pcm＝C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Mo/15+Ni/60+V/10+5B；关键工艺步骤包括：板坯加热温度≥1200℃，然后进行两个阶段轧制，第一阶段在单相奥氏体区轧制，终轧温度控制在800~850℃，第二阶段在两相区轧制，轧制温度控制在620~680℃，进行1~2道次轧制，轧制压下率控制在10%~20%；轧后空冷至室温。

【技术特征摘要】
1.一种薄规格Q370qE钢板的生产方法，钢板厚度6~10mm，生产工艺步骤包括冶炼、连铸、加热轧制、冷却，其特征在于：钢的化学成分以重量百分数计为C=0.08~0.12，Si=0.15~0.40，Mn=1.20~1.60，P≤0.02，S≤0.01，Als=0.01~0.05，Nb=0.010~0.020，Ti=0.006~0.025，Cr≤0.30，Ni≤0.30，且Pcm≤0...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭宁琦，罗登，姚建华，赵军，范明，
申请(专利权)人：湖南华菱湘潭钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43