一种超厚规格热轧H型钢及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种超厚规格热轧H型钢及其生产方法，其化学成分按质量百分比计包括C：0.04～0.11，Si：0.10～0.40，Mn：0.40～1.00，Cr：0.40～1.00，Cu：0.10～0.40，Nb：0.020～0.060，V：0.040～0.100，Ti：0.010～0.025，Al：0.010～0.030，N：0.0060～0.0120，P：≤0.015，S：≤0.005，O：≤0.0060，0.090％≤Nb+V+Ti≤0.170％，6.5≤(V+Ti)/N≤10.5，其余为Fe及微量残余元素，0.30％≤CEV≤0.48％；本发明专利技术翼缘厚度90mm～150mm，综合力学性能优良，可以很好地满足高层建筑、大型广场、桥梁结构等的重型支撑结构件需求。支撑结构件需求。支撑结构件需求。

【技术实现步骤摘要】
一种超厚规格热轧H型钢及其生产方法


[0001]本专利技术涉及金属材料生产
，具体为一种超厚规格热轧H型钢及其生产方法。

技术介绍

[0002]伴随着经济社会高速发展，高层建筑、大型场馆、桥梁主塔等建造，对安全性、舒适性和美观性方面的需求越来越重视，设计采用重型钢结构，而翼缘厚度90mm～150mm的超厚规格热轧H型钢是其核心支撑构件。
[0003]长期实践表明，热轧H型钢翼缘的综合力学性能弱于腹板，而标准GB/T2975也规定力学性能评价的在翼缘取样，业内通常以热轧H型钢翼缘作为描述对象。采用大厚度坯料轧制薄规格，通过大压下可以获得优良的力学性能，是行业所认同的。但是，采用该方法轧制翼缘厚度90mm～150mm的超厚规格热轧H型钢，则需要远超现有尺寸的超厚、超大坯料，必须投资建设新的连铸设备和轧钢设备，成本巨大、而且坯料的内部和表面质量控制难度极高，很难实现。从可实现性和经济性方面考虑，采用异型坯轧制，从坯料到成品在翼缘厚度方向的压下率为13％～30％，是可以接受的。
[0004]专利文件CN103987866B，采用Ni-Cu-B-V-Ti成分体系异型坯，经加热-粗轧-精轧工序，利用精轧道次间冷却或轧后快速冷却，形成贝氏体+铁素体/马氏体的室温组织，生产出翼缘厚度100mm～150mm的热轧H型钢，屈服强度级别不低于450MPa；专利文件CN109715842A，采用Nb-V-Ti成分体系(可以添加Cr、Mo、Ni、Cu元素)异型坯，经加热-粗轧-精轧工序，利用精轧道次间冷却或轧后快速冷却，形成铁素体+马氏体/奥氏体室温组织，生产出翼缘厚度40mm～140mm的热轧H型钢，屈服强度级别不低于450MPa；上述两种方法，分别规定在翼缘厚度1/4处的贝氏体含量不低于60％和铁素体含量不低于60％(晶粒尺寸不大于35μm)，但没对翼缘全厚度方向的组织形貌和含量进行调控。如该方法应用于翼缘厚度90mm以上规格产品生产时，厚度方向性能无法保证。
[0005]专利文件CN105586534B、CN103938079B、CN110484822A、CN108893675A，分别采用V、V-Ti、Ni-V-Ti、Ni-Nb-V-Mo成分体系异型坯，经加热-开坯-粗轧-空冷/水冷工序，形成铁素体+珠光体/贝氏体的室温组织，生产出翼缘厚度45mm以下的热轧H型钢，屈服强度级别355MPa～500MPa，满足-20℃～-40℃低温韧性要求。上述四种方法，没有对芯部的冷却和组织进行调控。在应用于翼缘厚度90mm以上规格产品生产，由于芯部起始冷却温度高、空冷全截面冷却速度低，易析出大尺寸块状铁素体，并呈链状或网状分布，析出相也易聚集粗化，产品的强度、塑性、韧性和厚度方向性能无法保证，且添加Ni、Mo等元素将增加合金成本。
[0006]专利文件CN105586534B，采用Ni-V-Ti成分体系异型坯，经加热-开坯-粗轧-空冷工序，形成铁素体+珠光体的室温组织，生产出翼缘厚度36mm以下的热轧H型钢，屈服强度级别355MPa，具有优良耐低温性能。该方法规定，在粗轧阶段的每道次压下率应不低于20％，对于由异型坯轧制翼缘厚度90mm以上规格产品，是无法达到的，也没有采取增强变形渗透和冷却渗透的措施，产品的强度、塑性、韧性和厚度方向性能无法保证。
[0007]专利文件CN107964626B和CN 107747043B，前者采用Nb-B成分体系异型坯，经加热-粗轧-精轧-淬火-回火工序，形成回火索氏体+铁素体+弥散分布碳化物的室温组织，后者采用V-Ti-Ni-Mo-Cu-Cr-Al成分体系异型坯，经加热-粗轧-精轧-淬火-离线回火工序，形成回火马氏体组织，可以生产出屈服强度级别500MPa～650MPa的热轧H型钢。上述两种方法针对的是翼缘厚度较薄的产品，需要在全厚度达到快速冷却条件，如该方法应用于翼缘厚度90mm以上规格产品生产，则全厚度无法全部达到淬火临界冷速，不能获得在线或离线热处理所需的原始组织，芯部冷却起始温度高而冷却速度低，不能形成索氏体/马氏体+弥散分布碳化物，产品的强度、塑性、韧性和厚度方向性能，且添加Ni、Mo元素将增加合金成本。
[0008]综上所述，急需一种超厚规格热轧H型钢及其生产方法来解决这些问题。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于提供一种超厚规格热轧H型钢及其生产方法，以解决翼缘厚度90mm～150mm的热轧H型钢的力学性能，尤其是厚度方向性能有待提高的问题。
[0010]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种超厚规格热轧H型钢，其化学成分按质量百分比计，包括C：0.04～0.11，Si：0.10～0.40，Mn：0.40～1.00，Cr：0.40～1.00，Cu：0.10～0.40，Nb：0.020～0.060，V：0.040～0.100，Ti：0.010～0.025，Al：0.010～0.030，N：0.0060～0.0120，P：≤0.015，S：≤0.005，O：≤0.0060，满足0.090％≤Nb+V+Ti≤0.170％和6.5≤(V+Ti)/N≤10.5，其余为Fe及微量残余元素，根据CEV＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15计算，化学成分满足0.30％≤CEV≤0.48％。
[0011]可选的，H型钢的化学成分按质量百分比计，包括C：0.04～0.07，Si：0.10～0.30，Mn：0.80～1.00，Cr：0.40～0.90，Cu：0.10～0.25，Nb：0.040～0.060，V：0.040～0.080，Ti：0.010～0.015，Al：0.010～0.020，N：0.0060～0.0100，P：≤0.015，S：≤0.005，O：≤0.0060，满足0.090％≤Nb+V+Ti≤0.130％，6.5≤(V+Ti)/N≤8.5，其余为Fe及微量残余元素，根据CEV＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15计算，化学成分满足0.30％≤CEV≤0.43％。
[0012]可选的，H型钢的化学成分按质量百分比计，包括C：0.07～0.11，Si：0.30～0.40，Mn：0.40～0.80，Cr：0.90～1.00，Cu：0.25～0.40，Nb：0.020～0.040，V：0.080～0.100，Ti：0.015～0.025，Al：0.020～0.030，N：0.0100～0.0120，P：≤0.015，S：≤0.005，O：≤0.0040，满足0.130％＜Nb+V+Ti≤0.170％，8.5≤(V+Ti)/N≤10.5，其余为Fe及微量残余元素，根据CEV＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15计算，化学成分满足0.40％≤CEV≤0.48％。
[0013]优选的，H型钢的翼缘距离端部的宽度1/6处、厚度1/4处，显微组织以面积百分比计，包含85％～98％的针状铁素体，剩余组织为贝氏体或残余奥氏体，贝氏体含量不高于2％，其中铁素体晶粒宽度尺寸不大于40μ本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超厚规格热轧H型钢，其特征在于：所述H型钢的化学成分按质量百分比计，包括C：0.04～0.11，Si：0.10～0.40，Mn：0.40～1.00，Cr：0.40～1.00，Cu：0.10～0.40，Nb：0.020～0.060，V：0.040～0.100，Ti：0.010～0.025，Al：0.010～0.030，N：0.0060～0.0120，P：≤0.015，S：≤0.005，O：≤0.0060，满足0.090％≤Nb+V+Ti≤0.170％和6.5≤(V+Ti)/N≤10.5，其余为Fe及微量残余元素，根据CEV＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15计算，化学成分满足0.30％≤CEV≤0.48％。2.根据权利要求1所述的一种超厚规格热轧H型钢，其特征在于：所述H型钢的化学成分按质量百分比计，包括C：0.04～0.07，Si：0.10～0.30，Mn：0.80～1.00，Cr：0.40～0.90，Cu：0.10～0.25，Nb：0.040～0.060，V：0.040～0.080，Ti：0.010～0.015，Al：0.010～0.020，N：0.0060～0.0100，P：≤0.015，S：≤0.005，O：≤0.0060，满足0.090％≤Nb+V+Ti≤0.130％，6.5≤(V+Ti)/N≤8.5，其余为Fe及微量残余元素，根据CEV＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15计算，化学成分满足0.30％≤CEV≤0.43％。3.根据权利要求1所述的一种超厚规格热轧H型钢，其特征在于：所述H型钢的化学成分按质量百分比计，包括C：0.07～0.11，Si：0.30～0.40，Mn：0.40～0.80，Cr：0.90～1.00，Cu：0.25～0.40，Nb：0.020～0.040，V：0.080～0.100，Ti：0.015～0.025，Al：0.020～0.030，N：0.0100～0.0120，P：≤0.015，S：≤0.005，O：≤0.0040，满足0.130％＜Nb+V+Ti≤0.170％，8.5≤(V+Ti)/N≤10.5，其余为Fe及微量残余元素，根据CEV＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15计算，化学成分满足0.40％≤CEV≤0.48％。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏勐，吴保桥，吴湄庄，邢军，汪杰，陈辉，彦井成，黄琦，彭林，何军委，丁朝晖，沈千成，
申请(专利权)人：马鞍山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：