一种含Nb低合金钢轧制工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种含Nb低合金钢轧制工艺，其化学成分质量百分比为：C=0.17‑0.19，Si=0.20‑0.40，Mn=0.55‑0.65，P≤0.020，S≤0.020，Al=0.003‑0.020，Nb=0.008‑0.010，CEV≤0.30，其余为Fe和不可避免的杂质元素。轧制工艺包括以下步骤：一、炼钢工序生产合格的板坯；二、将步骤一的板坯采用高温直接加热；三、将步骤二加热后的板坯进行粗轧和精轧；四、对步骤三轧制后的钢板进行冷却。本发明专利技术克服已有技术存在的不足，满足低成本低合金钢板轧钢生产的需要；简化部分工序及减少Nb合金含量，降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种含Nb低合金钢轧制工艺
本专利技术涉及一种含Nb低合金钢轧制工艺，属于炼钢的

技术介绍
Q355和Q235系列钢目前在实际使用中量是最多的，特别是低合金钢Q355系列(原GB/T1591-2008中Q345系列)钢厂在生产中使用Ti、Nb微合金化辅以合适的轧制工艺生产出了合格的产品，极大地降低了生产成本。含Nb钢的轧制主要工序是加热—粗轧—精轧—控冷等基本过程完成。有资料表明，含铌0.039﹪低合金碳猛钢:溶解在奥氏体中的铌含量，随温度的升高而增加。在粗化温度以下时，含铌第二相粒子能有效地阻止晶粒长大；在稍高于粗化温度时，第二相粒子对一部分晶粒长大失去阻碍作用从而导致混晶的出现。专利技术人对铌＝0.020％-0.040％的C-Mn-Nb钢在不同加热温度下Nb的析出、固溶含量进行了研究，结果见表1。表1不同加热温度下Nb的析出量、固溶量(％)表中的试验结果表明：900℃以下钢中的Nb(C、N)量基本与原始轧态含量相当，而当温度高于900℃时，随温度升高Nb(C、N)开始少量溶解，超过990℃后钢中的Nb(C、N)开始大量溶解，Nb(C、N)充分固溶入钢中。C-Mn-Nb钢在1150℃时，钢中的Nb(C、N)析出相基本溶解完(约95％)，并固溶入钢中。通过对表1分析含Nb低合金钢轧制过程可得知：Nb在1150-900℃的析出量几乎是52％(94.44-41.66％)，在900-840℃的析出量只有5％(41.66-36.11％)，因此Nb的析出是在高温轧制过程析出。控制轧制是在未在再结晶区形成大量的变形带，5％的Nb形成的Nb(C、N)在变形带析出，控冷过程中变为相变的核心，细化晶粒，提高材料的强度和韧性。由前面钢中Nb的固溶行为分析可知，随着冷却速度提高，钢中Nb(C、N)的析出量有所减少，但相对减少量不大，由此看来在控轧控冷过程中单从Nb(C、N)的析出量来看，强冷并未使Nb(C、N)析出量显著提高，可见大量Nb(C、N)析出是在控轧的应变诱导下发生的。因此研究含Nb的控轧工艺尤为重要。有资料介绍武钢船板生产实际，高温再结晶区的控轧前几道次采用高温大压下，道次压下量为15-20mm，累计变形量60％以上；开轧温度1150℃，终轧温度980℃以上。仍有约5％的Nb(C、N)未溶于奥氏体中，这部分未溶的Nb(C、N)粒子，阻止加热奥氏体晶粒长大，细化加热时奥氏体晶粒。粗轧控轧在再结晶区进行，奥氏体在反复的变形及再结晶过程奥氏体晶粒得到细化。粗轧后待温度降至950℃精轧机。精轧道次压下率大于10％。含Nb的低碳钢将再结晶温度提高到900-950℃。因此精轧是在无再结晶(或少再结晶)区进行，进而获得变形奥氏体。由于Nb(C、N)的变形诱导析出，抑制了变形奥氏体晶粒长大，奥氏体在变形过程中形成大量的形变带、增加了γ→α转变时的形核点，增强了γ→α相变细化效果，细化了α晶粒，使钢具有高的强韧性，同时钢中有较高的位错密度。中国专利申请号201110041266.7，201110041878.6，201110041280.7，201110041881.8均为“一种热轧钢卷的生产方法”，分别对Q345B、Q345C、Q345D、Q345E低合金钢板的生产技术进行了了公开。涉及钢板厚度范围是16mm以下热轧钢卷，不同于单张轧制的中厚钢板。其成分设计如表2。表2已有技术专利钢卷成分设计范围(％)中国专利申请号201210432438.8、201210432232.5、201210432525.3、201210432521.5“一种低合金中厚钢板的生产方法”，分别对Q345B、Q345C、Q345D、Q345E低合金钢板的生产技术进行了了公开。钢的成分质量百分比为：C＝0.17～0.19，Si＝0.20～0.40，Mn＝0.55～0.65，P≤0.020，S≤0.020，Al＝0.003～0.010，Nb＝0.014～0.016，CEV≤0.30，其余为Fe和不可避免的杂质元素。该钢板的生产工艺为TMCP，即是控轧+ACC。上述8个专利技术在生产中获得了应用，生产含Nb低合金钢性能满足标准的要求。2017年后用户对钢板的实物要求提高，该技术出现了一些问题，有的钢厂逐步恢复了恢复高Mn成分造成成本增加。现有技术中TMCP工艺生产的低合金中厚板存在的主要缺陷是：薄钢板精轧终轧温度低，造成钢板屈服强度低；薄板终轧温度低，板型控制难，造成大量轧制废品；中间坯控温，轧机小时产量低；ACC冷却速度大、返红温度低，钢板产生粒状贝氏体组织，造成钢板延伸率不合格；钢板出ACC矫直后，钢板表面贝氏体相变在冷床进行时产生变形而飘曲；钢板位错密度大及热应力大造成内应力大，切割加工后产生翘曲，有的采用离线堆冷造成生产工序复杂、成本上升；矫直钢板温度低，矫直机备件损耗多；钢板的板型和切割后翘曲产生大量质量异议；很多钢厂为避免上述问题，恢复高Mn成分造成成本增加。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种含Nb低合金钢轧制工艺，特别是生产厚度为10～40mm含Nb的Q355系列低合金钢板轧制工艺，克服已有技术存在的不足，满足低成本低合金钢板轧钢生产的需要；简化部分工序及减少Nb合金含量，降低生产成本。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种含Nb低合金钢轧制工艺，钢的化学成分质量百分比为：C＝0.17-0.19，Si＝0.20-0.40，Mn＝0.55-0.65，P≤0.020，S≤0.020，Al＝0.003-0.020，Nb＝0.008-0.010，CEV≤0.30，其余为Fe和不可避免的杂质元素；轧制工艺包括以下步骤：一、炼钢工序生产合格的板坯；二、将步骤一的板坯采用高温直接加热；三、将步骤二加热后的板坯进行粗轧和精轧；粗轧压下规格编制为最大道次压下量，最大道次压下率大于20％，粗轧的开轧温度1150-1170℃，终轧温度970-1000℃；精轧累计压下率大于60％，最后三道次压下率大于16％，终轧温度900-940℃；四、对步骤三轧制后的板坯进行冷却。本专利技术技术方案的进一步改进在于：步骤二中加热分为三个加热段、均热段和出炉，加热段温度为1200-1240℃，均热段温度为1180-1220℃，出炉心部温度为1170-1190℃，加热速度为6-8min/cm，总在炉时间3-5h。本专利技术技术方案的进一步改进在于：步骤三粗轧为快速轧制。本专利技术技术方案的进一步改进在于：步骤四冷却方式为超快冷强冷，开冷温度900-920℃，冷却速度5-10℃/s，冷却至780-800℃后空冷。由于采用了上述技术方案，本专利技术取得的技术效果有：本专利技术工艺生产的Q355B钢板完全符合GB/T1591-2018的要求，钢板的CEV在0.30％以下，钢板具有良好的焊接性能。屈服强度、抗拉强度有较大的富余量，延伸率和冲击韧性和原TMCP工艺生产的钢板相当。本专利技术运用一种含Nb低合金钢轧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含Nb低合金钢轧制工艺，其特征在于：钢的化学成分质量百分比为：C=0.17-0.19，Si=0.20-0.40，Mn=0.55-0.65，P≤0.020，S≤0.020，Al=0.003-0.020，Nb=0.008-0.010，CEV≤0.30，其余为Fe和不可避免的杂质元素；轧制工艺包括以下步骤：/n一、炼钢工序生产合格的板坯；/n二、将步骤一的板坯采用高温直接加热；/n三、将步骤二加热后的板坯进行粗轧和精轧；粗轧压下规格编制为最大道次压下量，最大道次压下率大于20%，粗轧的开轧温度1150-1170℃，终轧温度970-1000℃；精轧累计压下率大于60%，最后三道次压下率大于16%，终轧温度900-940℃；/n四、对步骤三轧制后的钢板进行冷却。/n

【技术特征摘要】
1.一种含Nb低合金钢轧制工艺，其特征在于：钢的化学成分质量百分比为：C=0.17-0.19，Si=0.20-0.40，Mn=0.55-0.65，P≤0.020，S≤0.020，Al=0.003-0.020，Nb=0.008-0.010，CEV≤0.30，其余为Fe和不可避免的杂质元素；轧制工艺包括以下步骤：
一、炼钢工序生产合格的板坯；
二、将步骤一的板坯采用高温直接加热；
三、将步骤二加热后的板坯进行粗轧和精轧；粗轧压下规格编制为最大道次压下量，最大道次压下率大于20%，粗轧的开轧温度1150-1170℃，终轧温度970-1000℃；精轧累计压下率大于60%，最后三道次压下率大于16%，终轧温度900-94...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨云清，郭龙鑫，关秀格，郭恩元，郭延生，陈科晓，庞洪轩，陈建超，郑磊，付中原，左帅，卢凤飞，刘明生，郭海冰，刘柱，和珍宝，李占强，郭潇，
申请(专利权)人：河北普阳钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13