一种具有-40℃良好低温冲击韧性的高强热轧H型钢及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种具有

【技术实现步骤摘要】
一种具有
‑
40
℃
良好低温冲击韧性的高强热轧H型钢及其生产方法


[0001]本专利技术属于热轧H型钢
，具体涉及一种具有
‑
40℃良好低温冲击韧性的高强热轧H型钢及其生产方法。

技术介绍

[0002]近些年，我国超高层建筑的数量越来越多，对减少我国建筑占地面积具有较大的作用，特别是对我国这样人口较多的国家来说，发展超高层建筑无疑是解决我国建筑占地面积增多，人均土地减少的重要举措。在我国超高层建筑主要用作写字楼、酒店或大跨度的商业地产等。这类高层钢结构在标准层设计应用中的投影建筑面积通常较小，这导致钢结构在安装过程中容易受到工序场地小、构建多、工序长、协调复杂等的影响，另外现场钢构件的堆放位置也会受到一定的限制。
[0003]热轧H型钢目前已被广泛地应用在各个领域。在高层建筑这一块，一方面考虑建筑结构层数多、跨度大特点，要求H型钢尺寸大、厚度大；另一方面，考虑建筑的安全性、经济性及选材的便捷性，又要求H型钢强度高、韧性好、焊接性能优良，因此，重型热轧H型钢逐渐受到青睐。一般来说厚度超过40mm的H型钢，拥有相当于钢板焊接而成箱型立柱的大界面，相比而言，热轧H型钢需要更少的焊接接头，是高层建筑的理想立柱材料，具备安全性高、场地占用较少和制造期短的优点。
[0004]但是，现有在生产厚度较厚的热轧H型钢时，由于超厚翼缘厚度的热轧H型钢其在轧制过程中翼缘厚度方向的压下率更小，变形渗透更加困难，采用传统工艺进行生产难以得到各项性能较好的产品，从而难以保证其各方面性能满足实际使用需求，尤其是在满足翼缘厚度为40～80mm的情况下，同时具有屈服强度≥500MPa，抗拉强度≥600MPa，
‑
40℃纵向V型冲击功KV2均值≥140J等性能更加不易，难以满足低温环境下的使用要求。
[0005]公开日为2012年8月22日的中国专利CN102644034A公开了一种屈服强度500MPa级高耐候性热轧H型钢轧后冷却方法，并具体公开了所述钢的成分按质量百分比计为：C：0.06～0.12，Si：0.30～0.60，Mn：0.80～1.20，P：0.010～0.030，S：0.001～0.015，Cu：0.20～0.35，Cr：0.20～0.40，Ni：0.15～0.30，Nb：0.040～0.060，Als：0.003～0.030，其余为铁和残余的微量杂质，轧后需要通过两段式快速冷却，第一段冷却速度75～150℃/s，第二段冷却速度为20～45℃/s来获得所需的机械性能，其生产能耗增加，且对冷却设备要求极高。
[0006]公开日为2013年8月14日公开的中国专利CN103243272A公开了一种屈服强度500MPa级含钒耐候热轧H型钢的轧制工艺，并具体公开了该含钒耐候热轧H型钢，按质量百分比计，成分配比为：C：0.09～0.12，Si：0.43～0.55，Mn：1.39～1.49，P：0.013～0.017，S：0.011～0.016，Cu：0.27～0.36，Cr：0.32～0.38，Ni：0.25～0.32，V：0.098～0.110，A1S：0.014～0.023，其余为铁和残余的微量杂质。轧后需要通过两段式快速冷却，第一段冷却速度97～128℃/s，第二段冷却速度为36～45℃/s，来获得所需的机械性能，生产能耗增加，且对冷却设备要求极高。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种具有
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40℃良好低温冲击韧性的高强热轧H型钢及其生产方法，本专利技术提供的热轧H型钢的翼缘厚度为40～80mm，其具有
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40℃良好低温冲击韧性，能够有效满足其在低温环境下使用，且其制造成本相对较低。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：
[0009]一种具有
‑
40℃良好低温冲击韧性的高强热轧H型钢，含有以下质量百分比的化学成分：C：0.08～0.12％，Si：0.35～0.55％，Mn：1.35～1.45％，P：≤0.020％，S：≤0.015％，V：0.080～0.10％，Ni：0.10～0.30％，N：0.0100％～0.0120％，其余为Fe及不可避免的杂质，其中V与N的含量比为4～6：1。
[0010]所述具有
‑
40℃良好低温冲击韧性的高强热轧H型钢的金相组织为回火索氏体，回火索氏体组织形貌达到或超过整个翼缘厚度的1/4。
[0011]所述具有
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40℃良好低温冲击韧性的高强热轧H型钢的翼缘厚度40～80mm；其屈服强度≥500MPa，抗拉强度≥600MPa，延伸率A≥20％，
‑
40℃纵向V型冲击功KV2≥140J。
[0012]所述具有
‑
40℃良好低温冲击韧性的高强热轧H型钢的生产方法，包括以下步骤：铁水预处理
→
转炉冶炼
→
吹氩精炼
→
LF精炼
→
异型坯全保护浇铸
→
坯料加热
→
轧制
→
轧后控冷。
[0013]所述坯料加热步骤中，铸坯进入加热炉，经加热炉加热至1200～1250℃，保温时间150～180min。
[0014]所述轧制步骤中，轧制包括粗轧阶段和精轧阶段；粗轧阶段坯料总的压下率控制在40％～50％；精轧阶段采用两阶段控制轧制，第一阶段道次压下率控制在5％～10％，本阶段处于奥氏体部分再结晶温度范围内，应尽量避免较大的变形，造成奥氏体晶粒不均，导致最终产品性能下降，通过对压下率进行控制，可以较好地稳定产品性能；第二阶段道次压下率控制在5％
‑
30％，本阶段随着温度的降低，道次压下率也随之减小。
[0015]粗轧阶段开轧温度控制在1150～1180℃，终轧温度控制在1000℃以上；在1100～1150℃温度区间，道次压下率控制在15％～20％；在1050～1100℃温度区间，道次压下率控制在20％～25％；在1000～1050℃温度区间，道次压下率控制在25％～30％。本阶段处于奥氏体再结晶温度范围内，不同温度范围内的道次压下率控制是为了确保每道次的奥氏体再结晶百分比达到50％以上，通过较大的轧制变形和奥氏体的反复再结晶不断细化奥氏体晶粒。使得最终产品的铁素体晶粒度达到10级以上，满足产品最终的综合力学性能要求。
[0016]精轧阶段，第一阶段的开轧温度控制在980～1000℃，终轧温度控制在960℃以上；第二阶段的开轧温度控制在930～950℃，终轧温度控制在830～850℃，本阶段处于奥氏体非再结晶温度范围内，通过控制轧制温度以及轧制压下率，能够有效促使轧件组织内的奥氏体晶粒发生畸变，从而便于形成大量的变形带、孪晶和位错，增加形核点位置，同时也能够获得大量的畸变能，促使VN或V(CN)等第二相粒子大量析出，促进铁素体相变形核，细化铁素体组织，且较大的变形导致的畸变能也可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有
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40℃良好低温冲击韧性的高强热轧H型钢，其特征在于，含有以下质量百分比的化学成分：C：0.08～0.12％，Si：0.35～0.55％，Mn：1.35～1.45％，P：≤0.020％，S：≤0.015％，V：0.080～0.10％，Ni：0.10～0.30％，N：0.0100％～0.0120％，其余为Fe及不可避免的杂质，其中V与N的含量比为4～6：1。2.根据权利要求1所述的具有
‑
40℃良好低温冲击韧性的高强热轧H型钢，其特征在于，所述具有
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40℃良好低温冲击韧性的高强热轧H型钢的金相组织为回火索氏体，回火索氏体组织形貌达到或超过整个翼缘厚度的1/4。3.根据权利要求1所述的具有
‑
40℃良好低温冲击韧性的高强热轧H型钢，其特征在于，所述具有
‑
40℃良好低温冲击韧性的高强热轧H型钢的翼缘厚度40～80mm；其屈服强度≥500MPa，抗拉强度≥600MPa，延伸率A≥20％，
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40℃纵向V型冲击功KV2≥140J。4.根据权利要求1
‑
3任意一项所述的具有
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40℃良好低温冲击韧性的高强热轧H型钢的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括以下步骤：铁水预处理
→
转炉冶炼
→
吹氩精炼
→
LF精炼
→
异型坯全保护浇铸
→
...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭林，吴湄庄，沈千成，单梅，刘译泽，赵旭，
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：