一种Q345工程用钢及其生产方法技术

一种Q345工程用钢，其组分及重量百分比含量为：C：0.15～0.18%，Si：0.2～0.5%，Mn：1.25～1.45%，P≤0.03%，S≤0.03%，Als：0.015～0.06%；生产步骤：转炉冶炼并连铸成坯；对连铸坯加热；轧制，先进行宽展，再进行纵向轧制；冷却；进行矫直、精整。本发明专利技术在其仅以C、Si、Mn、Al为最基本元素下，其性能完全满足GB/T1591-2008标准要求，且塑性和韧性性还有较大的富余量，钢板的温度冲击符合E级板冲击要求，即屈服强度≥360Mpa，抗拉强度≥520Mpa，延伸率A≥25%，0℃以上温度平均冲击功不低于133J，且冷弯合格，并且生产流程短、能源消耗少，生产成本大大降低。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种Q345工程用钢，其组分及重量百分比含量为：C：0.15～0.18%，Si：0.2～0.5%，Mn：1.25～1.45%，P≤0.03%，S≤0.03%，Als：0.015～0.06%；生产步骤：转炉冶炼并连铸成坯；对连铸坯加热；轧制，先进行宽展，再进行纵向轧制；冷却；进行矫直、精整。本专利技术在其仅以C、Si、Mn、Al为最基本元素下，其性能完全满足GB/T1591-2008标准要求，且塑性和韧性性还有较大的富余量，钢板的温度冲击符合E级板冲击要求，即屈服强度≥360Mpa，抗拉强度≥520Mpa，延伸率A≥25%，0℃以上温度平均冲击功不低于133J，且冷弯合格，并且生产流程短、能源消耗少，生产成本大大降低。【专利说明】一种Q345工程用钢及其生产方法
本专利技术涉及一种工程用钢及其生产方法，具体地属于一种Q345工程用钢及其生产方法。
技术介绍
常规的低合金钢一般通过添加Nb、V等合金元素来达到晶粒细化和性能强化。随着钢铁行业进入微利时代，减量化生产势在必行。开发新一代钢铁生产工艺流程，提出在其主要环节的材料加工过程中，应实现添加合金元素减量化、在不添加或少添加合金元素的条件下，生产出高性能的钢材。国内高强度钢种的生产已经开始采用减量化的轧制工艺，从Q235向Q345的升级研究已经成熟，在工厂试轧成功并生产。为了降低生产成本，不添加低合金化学成分中的合金Nb、V，仅依靠C、Mn达到钢板性能要求。但是由于合金元素的降低，会使钢板屈服、抗拉性能降低。武钢集团鄂钢4300_宽厚板厂借助轧机先进工艺设备，通过不添加合金V，适当调整化学成分中的C、Mn含量，优化控轧控冷工艺，生产出质量优异的低合金钢板。经检索，专利号为CN 1643174A “低合金钢”和专利号为CN 102899556 A “一种低合金中厚板的生产方法”分别对低合金系列钢的生产技术进行了公开，但是涉及的钢板实际化学成分合金元素有Nb、V、B、T1、Mo等，成本昂贵；湘钢对于16mm及以下Q34?钢板不仅添加合金元素Nb，而且轧制工艺仍然采用控制轧制，导致炼钢和轧钢成本双重增加。
技术实现思路
本专利技术的目的在于在保证Q345的力学性能的前提下，提供一种不添加低合金化学成分中的Nb、V等微合金元素，仅依靠C、Mn达到钢板性能要求的Q345工程用钢及其生产方法。实现上述目的的措施: 一种Q345工程用钢，其组分及重量百分比含量为:C:0.15-0.18%，S1:0.2-0.5%，Mn:1.25 -1.45%, P ( 0.03%, S - 0.03%, Als:0.015 -0.06%，其余为 Fe 及不可避免的杂质，并满足:CEV≥0.44%。生产一种Q345工程用钢的方法，其步骤: 1)转炉冶炼并连铸成坯； 2)对连铸坯加热，控制加热温度在1150-1190°C，均热时间不低于30min，加热速率控制在 8 -llmin/cm; 3)进行轧制，先进行宽展，再进行纵向轧制； 当产品的厚度≥16mm时，控制其开轧温度不低于1070°C，平均道次压下率不低于15%，控制终轧温度在900-950°C ； 当产品的厚度大于16mm时，粗轧进行分段轧制，控制其第一阶段开轧温度不低于10700C，控制其第二阶段开轧温度在890-950°C，中间坯厚度按照成品板厚的2-4倍控制，控制精轧终轧温度在820-850°C ； 4)进行冷却，当产品厚度<20_时，采用常规空冷即可； 当产品厚度大于20_时，采用二次冷却方式冷却；冷却速度为3-8°C /S，返红温度控制在 600 -660。。； 5)进行矫直、精整。本专利技术中各元素及主要工序的作用: C:C用于提高钢板强度和淬火性，当C含量0.23%超过时，钢的焊接性能变坏，因此Q345工程用钢，含碳量一般不超过0.20%。S1:在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，但是如果Si含量超过0.5%，会降低钢的韧性和焊接性能，优选含量为0.2-0.5%。Mn:是良好的脱氧剂和脱硫剂，工业用钢中一般均含有一定量的Mn。在碳素钢中加入0.70%以上Mn，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能。 P:在一般情况下，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏，因此规定钢中含P量小于0.03%,并且P含量越低越好。S:硫在通常情况下也是有害元素，使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在实际轧制时易造成裂纹；而且钢种硫化物夹杂影响钢的各向异性，对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性，所以要求S含量小于0.03%。Als:铝是钢中常用的脱氧剂，文献表明:当Als在0.015%-0.030%的范围时，可以有效地降低钢种氧含量，提高钢的纯净度；另外钢中加入少量的铝，可细化晶粒，提高冲击韧性。CEV:把钢中合金元素(包括碳)的含量按其作用换自成碳的相当含量，称为该种钢材的碳当量，可作为评定钢材焊接性的一种参考指标。碳钢中的元素除C外，主要是Mn和Si，它们的含量增加，焊接性变差，但其作用不及碳强烈。国际焊接学会推荐的碳当量公式为 CE (IIff)%=C+Mn/6+ (Cr+Mo+V) /5+ (Ni+Cu) /15? 对于 Q345 工程用钢，CEV 优选 0.44% 以下。 按照产品厚度进行不同轧制工艺的目的: 对于产品的厚度< 16_采用普通轧制，主要目的是通过对加热粗化的初始奥氏体晶粒反复变形一再结晶，使之细化，并从Y — α相变后得到细小的α晶粒。在这种变形机制中，道次变形量对奥氏体再结晶晶粒的大小具有主要的影响。如果道次压下量较小，不足以使钢板被轧透，那么在钢板表面将发生奥氏体的再结晶过程，而内部原始晶粒非但没有被细化反而继续生长，导致由于钢板内外晶粒尺寸大小不一而出现混晶现象。所以在轧制的过程中，道次压下量要足够大，减少在奥氏体部分再结晶区的轧制道次。对于16mm以上钢板采用常规的两阶段控制轧制，即奥氏体完全再结晶区域轧制阶段(粗轧)和奥氏体未再结晶区域轧制阶段(精轧)；中间坯厚度为成品厚度的2-4倍。一阶段轧制在1070°C以上进行，即在奥氏体再结晶区变形，晶粒不断细化；二阶段开轧温度要控制在890-950°C，即在奥氏体未再结晶区变形，变形后的奥氏体晶粒将不再发生再结晶。此时，随着压下量的增加，奥氏体晶粒将沿着轧制方向被压扁拉长，同时晶粒内部产生大量的变形带以及大量的位错、亚结构。钢板终轧温度控制在820-850°C，当轧制结束后发生Y — α相变时，在未变形的奥氏体晶界和变形带上都将产生形核点，这样就使形核点增多，从而使相变后的铁素体晶粒更加细化，使产品具有较好的拉伸性能，较好的低温韧性及焊接性能。按照产品厚度进行不同冷却的目的:轧后控制冷却是为了改善钢材的组织状态，细化奥氏体组织，阻止或延迟碳、氮化物在冷却过程中过早析出，使其在铁素体中弥散析出，提高强度，同时减小珠光体团的尺寸，细化珠光体片层间距，改善钢材的综合力学性能。对于20mm以下钢板，由于钢板长度较长，温降快，钢板表面温度较低，采用常规空冷即可获得珠光体和铁素体组织；对于20mm以上钢板，须控制钢板冷却速率，达到既定冷却相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Q345工程用钢，其组分及重量百分比含量为：C：0.15～0.18%，Si：0.2～0.5%，Mn：1.25～1.45%，P≤0.03%，S≤0.03%，Als：0.015～0.06%，其余为Fe及不可避免的杂质，并满足：CEV≤0.44%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍海燕，王成，操芬，杨波，严明，苏亮，
申请(专利权)人：武汉钢铁集团公司，
类型：发明
国别省市：