一种低压缩比特厚细晶粒结构钢板及其制备方法技术

一种低压缩比特厚细晶粒结构钢板及其制备方法，属于冶金制造技术领域。制备方法包括：S1、铸坯加热。S2、轧制：先在奥氏体再结晶区范围内粗轧，粗轧的前三道次的单道次压下率大于12％，余下的道次的单道次压下率大于10％，粗轧道次的累计压下率大于55％，且当轧制到中间坯厚度为：y＝21.932*log

【技术实现步骤摘要】
一种低压缩比特厚细晶粒结构钢板及其制备方法
本申请涉及冶金制造
，具体而言，涉及一种低压缩比特厚细晶粒结构钢板及其制备方法。
技术介绍
工程结构用的高强钢板典型的强度水平是355～460MPa，且要求厚度1/4处，甚至心部具有良好的低温冲击韧性。屈服强度460MPa级别钢板被广泛应用于低温环境下大跨度桥梁结构、高层建筑海洋平台以及地铁钢结构件。由于使用环境恶劣，因此要求钢板具有较高的强度和一定的厚度，因此，特厚结构钢板的需求越来越多。由于这些钢结构件或设备需要承受较大的冲击载荷，并且经常在较低的温度环境下使用，这就需要钢板具有良好的低温冲击韧性，但是钢板越厚，各项性能均难以保证，需要添加更多的合金元素或采取更严格的炼钢工艺或轧钢工艺来保证钢板具有更优的力学性能和工艺性能。另外，钢板在使用过程中常会根据设计需要分割成一定尺寸，然后拼接而成，因此钢板的焊接性能非常重要。有鉴于此，特此提出本申请。
技术实现思路
本申请提供了一种低压缩比特厚细晶粒结构钢板及其制备方法，其能够解决上述至少一个技术问题。本申请的实施例是这样实现的：在第一方面，本申请示例提供了一种低压缩比特厚细晶粒结构钢板的制备方法，其包括以下步骤：S1、铸坯加热。将铸坯加热到Nb元素固溶，加热温度1220～1280℃，加热时间为270～300min。S2、轧制：先在奥氏体再结晶区范围内粗轧，粗轧的前三道次的单道次压下率大于12％，余下道次的单道次压下率大于10％，粗轧道次的累计压下率大于55％，当轧制到中间坯厚度为：y＝21.932*logex+39.953时待温，其中x为低压缩比特厚细晶粒结构钢板成品厚度，y为中间坯待温厚度，然后在奥氏体未再结晶区进行精轧，获得精轧板材。由于实际粗轧过程中，当铸坯的厚度固定时，成品钢板厚度较薄时，中间坯待温厚度可选范围较大，但当成品钢板厚度较厚时，如果中间坯待温厚度的可选范围也较大，那么对成品钢板的强度和冲击功性能影响也会较大，因此利用公式y＝21.932*logex+39.953，根据一种低压缩比特厚细晶粒结构钢板的成品厚度选择最佳的中间坯待温厚度，获得较佳的成品钢板力学性能，保证成品钢板的强度和低温冲击韧性。通过上述轧制阶段严格的中间坯待温目标厚度的限制与粗轧的单道次压下率要求及累计压下率要求的配合，在保证粗轧阶段总道次数量较少的前提下，通过粗轧阶段，强化单道次压下率更有利于发生动态再结晶，通过粗轧变形累计的位错提高了钢板内部缺陷能，使钢板发生动态再结晶和静态再结晶。通过再结晶过程的反复进行，从而有效细化奥氏体晶粒，充分发挥奥氏体再结晶区粗轧的作用。在奥氏体未再结晶区进行精轧使奥氏体晶粒变形，产生变形带，提高再结晶的形核和长大速率，不仅形成的组织均匀且细小，位错密度也有所提高，同时通过中间坯待温厚度的合理选择，充分发挥奥氏体再结晶区和未再结晶区轧制的作用，粗轧道次强化单道次压下率破碎奥氏体晶粒，精轧道次强化累计压下率，促进相变。保证即使在成品钢板较厚以及压缩比较小的条件下，制得的钢板也具有较佳的性能。S3、冷却。对精轧板件快速进入超快冷设备进行水冷，水冷时间30～50s,冷却至温度500～550℃。在第二方面，本申请示例提供了一种低压缩比特厚细晶粒结构钢板，其由本申请第一方面提供的制备方法制得。其中，按质量百分比计，低压缩比特厚细晶粒结构钢板的化学成分包括：C：0.03～0.09％、Si：0.20～0.30％、Mn：1.50～1.64％、Nb：0.040～0.050％、Mo：0.09～0.16％、Ti：0.008～0.020％、Als：0.015～0.040％、P≤0.020％、S≤0.005％、As≤0.04％、Sn≤0.03％、N≤0.005％、O≤0.003％、H≤0.0002％以及M，余量为Fe和不可避免的杂质，通过公式CEV(％)＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15来确定碳当量CEV。其中，碳当量CEV≤0.42％，M为在钢板中的质量百分比为0.20～0.29％的Cr，且按质量百分比计，0.30％≤(Cr/5+Mn/6)≤0.33％，0.18％≤C+Mo≤0.25％；或者，M为在钢板中的质量百分比为0.02～0.029％的V，且按质量百分比计，0.18％≤C+Mo≤0.25％。通过上述低C高Mn加Mo的成分设计，可保证通过上述制备方法获得的低压缩比特厚细晶粒结构钢板的组织成分中含有针状铁素体、贝氏体以及珠光体，且针状铁素体主要分布在钢板厚度1/4位置上下，利用针状铁素体可显著提高钢板的低温冲击韧性。通过限定0.30％≤(Cr/5+Mn/6)≤0.33％在该范围，进一步限定Cr和Mn含量可选择范围，可进一步避免特厚钢板强度的降低，以及利于实现低压缩比的实现。虽然低碳是获得铁素体的前提，但是C的添加量越高，对应的钢板的强度越高，而Mo的价格昂贵，因此，0.18％≤C+Mo≤0.25％，保证在形成铁素体的前提下尽可能提高钢板的强度，同时降低成本。进一步地，利用公式y＝21.932*logex+39.953，根据成品钢板厚度选择最佳的中间坯厚度，其中x为低压缩比特厚细晶粒结构钢板成品厚度，y为中间坯待温厚度，通过中间坯待温厚度的合理选择，充分发挥奥氏体再结晶区和未再结晶区轧制的作用，粗轧道次强化单道次压下率破碎奥氏体晶粒，精轧道次强化累计压下率，促进相变。保证即使在成品钢板较厚以及压缩比较小的条件下，获得较佳的成品钢板力学性能，保证成品钢板的强度和低温冲击韧性。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为实施例3提供的低压缩比特厚细晶粒结构钢板的组织形貌。具体实施方式下面将结合实施例对本申请的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本申请，而不应视为限制本申请的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。以下针对本申请实施例的一种低压缩比特厚细晶粒结构钢板及其制备方法进行具体说明：需要说明的是，本申请实施例的一种低压缩比特厚细晶粒结构钢板的厚度为100～120mm。本申请提供一种低压缩比特厚细晶粒结构钢板的制备方法，其包括：S1、铸坯加热。因铸坯温度越高，其抗变形能力越小，因此在铸坯不产生过热过烧等情况下，适当提高铸坯的加热温度，有利于减小后续步骤S2中进行粗轧的轧机的负荷，充分发挥轧机的能力，同时也可提高钢板的塑性。但是，当铸坯的加热温度过高时，铸坯会产生晶粒粗大、甚至过热过烧等现象，影响最终钢板性能，并且加热温度过高，也会增加能耗。...

【技术保护点】
1.一种低压缩比特厚细晶粒结构钢板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、铸坯加热；/nS2、轧制：先在奥氏体再结晶区范围内粗轧，所述粗轧的前三道次的单道次压下率大于12％，余下的道次的单道次压下率大于10％，所述粗轧道次的累计压下率大于55％，且当轧制到中间坯厚度为：y＝21.932*log

【技术特征摘要】
1.一种低压缩比特厚细晶粒结构钢板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、铸坯加热；
S2、轧制：先在奥氏体再结晶区范围内粗轧，所述粗轧的前三道次的单道次压下率大于12％，余下的道次的单道次压下率大于10％，所述粗轧道次的累计压下率大于55％，且当轧制到中间坯厚度为：y＝21.932*logex+39.953时待温，其中x为所述低压缩比特厚细晶粒结构钢板的成品厚度，y为所述中间坯待温厚度，然后在奥氏体未再结晶区进行精轧，获得精轧板材；
S3、冷却，获得所述低压缩比特厚细晶粒结构钢板。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述y的精度控制在±1mm。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述粗轧的轧制温度为1020～1095℃；
可选地，所述粗轧的总轧制道次为5道次。


4.根据权利要求1～3任意一项所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述精轧的开轧温度≤850℃，所述精轧的终轧温度为800～840℃，所述精轧的单道次压下率为0.5～10％，所述精轧的累计压下率为18～35％；
可选地，所述精轧的总轧制道次大于5道次。


5.根据权利要求1～3任意一项所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，对精轧板件快速进入超快冷设备进行水冷，水冷时间30～50s，冷却至温度500～550℃。


6.根据权利要求1～3任意一项所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述铸坯以2.25～2.7倍的压缩比制得所述精轧板材。


7.一种低压缩比特厚细晶粒结构钢板，其特征在于，其由权利要求1～6任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周中喜，
申请(专利权)人：广东韶钢松山股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44