一种低屈强比V-N微合金化的690MPa级别中厚板及其制备方法技术

本发明专利技术属于热轧中厚板制造领域，具体涉及一种低屈强比V

【技术实现步骤摘要】
一种低屈强比V
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N微合金化的690MPa级别中厚板及其制备方法


[0001]本专利技术属于热轧中厚板制造领域，具体涉及一种低屈强比V
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N微合金化的690MPa级别中厚板及其制备方法。

技术介绍

[0002]对低合金高强钢使用要求不断提高。低合金高强钢主要用于海洋工程、起重设备、工程机械、容器储罐等领域，高强度钢的应用，除了能降低材料成本、运输成本、制造成本外，还能节约焊材消耗、焊接工时，减少焊后应力及降低焊接预热温度、降低焊后热处理要求等。随着钢铁材料、焊接材料制造和焊接工艺技术的不断进步，结构用钢强度级别不断提高，海工吊车、船用液罐、自升式海洋平台桩腿、煤矿液压支架等，较多地使用了Q690高强钢，对于海工领域，690MPa级别高强钢已成为重要的钢种。
[0003]目前国内外屈服强度在690MPa以上的高强钢大多采用低碳成分下的Nb、V、Nb
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Ti
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Mo等微合金成分体系，并复合添加Ni、Cr、Mo、Cu等昂贵的合金元素，通过细晶强化、固溶强化、相变强化、析出强化以及位错强化等多种手段获得产品的高强度。国内一些钢铁公司已成功开发出690MPa级别Nb
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Ti复合微合金化热轧中厚板，但仍存在生产难点。主要表现为：(1)屈强比高。屈服强度在690MPa以上的中厚板屈强比一般在0.95以上，有些甚至达到了0.97，这严重影响了钢板的可加工性和服役安全性。(2)板形控制难度大。目前采用的成分体系轧后钢中主要成分为贝氏体，因为这种钢快速冷却过程的相变特点所造成的组织应力导致板型差等缺陷，需要轧后热处理达到组织均匀，生产周期长，对生产装备高。(3)生产成本高。由于采用低碳成分体系，为了弥补碳含量减少带来的强度缺失需要添加大量昂贵微合金，导致生产成本过高，浪费能源。
[0004]针对常规Q690中厚板存在的上述问题，急需开发对生产装备要求低，易焊接、高强韧性、低屈强比Q690级钢板，以满足快速发展的制造业对具有特殊性能要求的高强钢的迫切需求。我国是最大的钒生产国，承德、攀枝花地区钒矿资源储量丰富，V
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N微合金化钢目前较广泛应用于钢筋、H型钢等长型材。V
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N微合金钢有其特有的优势，V与N的亲和力强，易结合，促进VN的析出，使钢中的V由固溶态转变为析出态，利用奥氏体中形变诱导析出的VN析出相促进晶内铁素体形核机理，形成细晶铁素体、针状铁素体和贝氏体复相组织，通过细晶强化、组织强化、析出强化获得超高强度，高密度的大角度晶界提高解理裂纹的阻碍能力，大幅度提高韧性。钒能将原本有害的N元素转化为有用的廉价的合金元素，能有效的降低高强钢的开发成本。V微合金化钢对轧机的轧制力要求较低，能更好的适应生产工艺要求。通过成分和工艺的优化调整，合理控制组织成分，有效降低屈强比，改善延伸性能。在缓冷过程中形成的细小V(C,N)析出物通过析出强化显著提高钢材强度。在V
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N微合金体系中添加铌元素，有利于抑制奥氏体的动态再结晶，扩大奥氏体的未再结晶温度区间，实现奥氏体未再结晶区轧制。添加铬元素，铬元素的添可以提高钢的淬透性，增加奥氏体稳定性，提高相变驱动力，促进贝氏体转变，同时提升强度；添加钼元素可以有效抑制多边形铁素体形成，
有利于强化效果的发挥。本设计开发出一种低成本、短流程的新型的低屈强比Q690级高强韧中厚板绿色生产工艺，产品具有优异的综合力学性能和良好的焊接性能，能够有效降低生产成本。

技术实现思路

[0005]针对现有690MPa级Nb
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Ti
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Mo微合金化中厚板制备技术中使用昂贵合金元素过多、需要离线热处理生产工艺以及屈强比高等情况，本专利技术提供一种低屈强比V
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N微合金化的690MPa级别中厚板及其制备方法。所述中厚板的组织为细小针状铁素体、多边形铁素体及粒状贝氏体。该方法合金元素用量控制合理，制备过程简便，生产成本低于同级别其他产品，并且容易实现工业化生产。
[0006]本专利技术的技术方案是：
[0007]一种低屈强比V
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N微合金化的690MPa级别热轧中厚板，所述热轧中厚板的化学组成按重量百分比为：C：0.05～0.18％，Mn：1.5～2.0％，Si：0.20～0.30％，S：＜0.01％，P：＜0.016％，V：0.05～0.17％，N：0.008～0.022％，Nb：0.025～0.05％，Cr：0.30～0.50％，Mo：0.16～0.35％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。
[0008]进一步的，上述的低屈强比V
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N微合金化的690MPa级别热轧中厚板，所述热轧中厚板厚度为10.0～30.0mm。
[0009]进一步的，上述的低屈强比V
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N微合金化的690MPa级别热轧中厚板，所述热轧中厚板的金相组织为细小针状铁素体、多边形铁素体及粒状贝氏体。
[0010]进一步的，上述的低屈强比V
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N微合金化的690MPa级别热轧中厚板，所述热轧中厚板的屈服强度为720～780MPa，抗拉强度为889～907MPa，延伸率为20～26％，
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20℃时标准试样冲击功为≥120J，屈强比为0.81～0.86。
[0011]一种低屈强比V
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N微合金化690MPa级别热轧中厚板的制备方法，包括以下步骤：
[0012]①
加热：
[0013]将厚度为200mm的钢坯随炉加热至1150～1250℃并保温3～4h，钢坯的化学组成按重量百分比为：C：0.05～0.18％，Mn：1.5～2.0％，Si：0.20～0.30％，S：＜0.01％，P：＜0.016％，V：0.08～0.17％，N：0.010～0.022％，Nb：0.025～0.05％，Cr：0.30～0.50％，Mo：0.16～0.35％，余量为Fe和其他不可避免的杂质；
[0014]②
热轧：
[0015]将加热后钢坯经粗轧和精轧两阶段共13～18道次热轧成轧制成10.0～30.0mm厚的热轧板，粗轧阶段的开轧温度为1120～1180℃，终轧温度为1000～1100℃；精轧阶段的开轧温度为850～880℃，终轧温度为810～840℃；
[0016]③
冷却：
[0017]将热轧后的钢板水冷至目标温度，水冷入口温度740～800℃，水冷出口温度为410～580℃，最后堆垛冷却到室温。
[0018]进一步的，上述的低屈强比V
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N微合金化690MPa级别热轧中厚板的制备方法，所述步骤
②
中，所述轧制过程中粗轧阶段经过7道次，粗轧压下量不低于70％；精轧阶段经过6～11道次。总下压率范围为85％
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95％，大压下量能够大幅度增加奥氏体内部缺陷密度，产生大量的形变带、空位以及位错等缺陷，促进V(C,N)析出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低屈强比V
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N微合金化的690MPa级别热轧中厚板，其特征在于，所述热轧中厚板的化学组成按重量百分比为：C：0.05～0.18％，Mn：1.5～2.0％，Si：0.20～0.30％，S：＜0.01％，P：＜0.016％，V：0.05～0.17％，N：0.008～0.022％，Nb：0.025～0.05％，Cr：0.30～0.50％，Mo：0.16～0.35％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的低屈强比V
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N微合金化的690MPa级别热轧中厚板，其特征在于，所述热轧中厚板厚度为10.0～30.0mm。3.根据权利要求1所述的低屈强比V
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N微合金化的690MPa级别热轧中厚板，其特征在于，所述热轧中厚板的金相组织为细小针状铁素体、多边形铁素体及粒状贝氏体。4.根据权利要求1所述的低屈强比V
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N微合金化的690MPa级别热轧中厚板，其特征在于，所述热轧中厚板的屈服强度为720～780MPa，抗拉强度为889～907MPa，延伸率为20～26％，
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20℃时标准试样冲击功为≥120J，屈强比为0.81～0.86。5.一种权利要求1所述的低屈强比V
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N微合金化690MPa级别热轧中厚板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洋，麻衡，杜林秀，王中学，陈雪慧，霍孝新，吴红艳，高秀华，王月香，王天琪，何康，陶振，
申请(专利权)人：莱芜钢铁集团银山型钢有限公司钢铁研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：