一种具有良好Z向性能的屈服强度450MPa级热轧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良好Z向性能的屈服强度450MPa级热轧H型钢及其生产方法，所述热轧H型钢含有以下质量百分比的化学成分：C：0.15～0.18％，Si：0.30～0.50％，Mn：0.7～1.0％，P：≤0.020％，S：≤0.010％，Nb：0.030～0.050％，Ti：0.010～0.020％，Ni：0.10～0.30％，N≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质，所述热轧H型钢的翼缘厚度范围为40mm

【技术实现步骤摘要】
一种具有良好Z向性能的屈服强度450MPa级热轧H型钢及其生产方法


[0001]本专利技术属于H型钢
，具体涉及一种具有良好Z向性能的屈服强度450MPa级热轧H型钢及其生产方法。

技术介绍

[0002]近年来，我国高层建筑钢结构、海上石油平台、大跨度桥梁以及类似的重要建(构)筑物钢结构得到了蓬勃的发展。2020年国内第一条重型热轧H型钢产线正式投产，由于厚重热轧H型钢在作为构件时焊接接头更少从而备受市场青睐。厚重热轧H型钢在制造焊接中，由于钢材质量和焊接构造等原因，构件容易出现层状撕裂，这对沿厚度方向受拉的接头来说是很不利的。
[0003]层状撕裂作为一种焊接缺陷会导致构件在Z向产生层状撕裂破坏，其危害程度是众所周知的。一方面由于Z向层状撕裂发生的隐蔽性，外观上没有任何迹象；即使发现也较难以修复，更关键的是发生层状撕裂的结构大多为大型厚壁或厚板结构，从而会因为Z向性能不足产生严重的后果，因而非常有必要研究钢材的Z向性能。
[0004]Z向性能不足最重要原因，就是在钢材冶炼中不可避免的存在杂质及杂质的分层，同时焊接过程中很难避免产生裂纹，受到拘束应力和荷载时，沿厚度方向扩展使夹杂物和金属脱开，形成脆性破坏。
[0005]公开日为2021年10月29日的中国专利CN113564480A公开了一种具有Z向性能的厚重热轧H型钢及其生产方法，具体公开了所述热轧H型钢包括以下化学成分：C、Si、Mn、Nb、Ti、N、B、Als，余量为铁和不可避免的杂质；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
→
RH
→
异型坯全保护浇注
→
堆垛缓冷
→
轧制
→
轧后空冷；本专利技术通过合理的成分配比和工艺控制，通过开坯轧制+万能轧制+轧后空冷工艺，利用相变+析出+细晶组合强化的方式，调控第二向粒子析出数量，获得轧后粒状贝氏体含量在10～20％之间，使得翼缘厚度80mm以下重型热轧H型钢具备优良强韧性、Z向性能，Z向性能为65～80％。该专利中未提及热轧H型钢
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20℃时的冲击功，且翼缘厚度限制在80mm以下。
[0006]公开日为2021年5月17日的中国专利CN113215495A公开了一种提高50
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80mm厚度Q390E厚板Z向性能的方法，具体公开了所述板材化学成分组成及重量百分含量为：C：0.07
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0.10％；Mn：1.4
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1.50％；Si：0.15
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0.25％；S≤0.005％；P≤0.015％；Als：0.020
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0.04％；Nb：0.025
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0.035％；Ti：0.035
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0.045％；T[O]≤20PPM；N≤50PPM；H≤1.5PPM；所述的板材厚度范围为50
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80mm；全工序流程：铁水预脱硫处理
→
转炉
→
LF+RH精炼
→
250mm厚板坯
→
加热
→
控轧控冷
→
堆冷；采用转炉出钢渣洗工艺，使用高碱度合成渣，所述合成渣的组成成分为：60％≤CaO≤70％、BaO15～20％，0＜SiO2≤3.0％、0＜Al2O3≤4.5％、2.0％≤Na2O≤4.1％、CaF2≤7.5％、MgO≤4％；连铸工序使用的保护渣的具体化学成分为重量％：C4.1～6.5％，CaO25～30％；SiO227～32％；Na2O5～10％；TiC7
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10％；TiO23
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6％；F5～8％；B2O37～15％；Al2O3≤3％；MgO1～1.5％；MnO≤3％；Fe2O3＜3％；H2O＜0.5％。该专利技术虽涉及厚
板，但未提热轧H型钢，且厚度限制在50～80mm以下。
[0007]公开日为2020年5月19日的中国专利CN111172465A公开了一种低碳当量大厚度Q390GJ建筑结构用钢板及其制造方法，具体公开了所述钢板的化学成分及重量百分比为C：0.10％～0.139％、Si：0.20％～0.39％、Mn：1.30％～1.44％、P≤0.010％、S≤0.003％、Nb：0.020％～0.039％、Ti：0.006％～0.016％、Al:0.01％～0.04％，Ceq：0.32～0.38，余量为铁和不可避免的杂质；钢板的微观金相组织以细小的多边形铁素体+贝氏体组织为主，其中，多边形铁素体的体积百分比在25％～40％，钢板的最大厚度为120mm，屈服强度≥390MPa，抗拉强度550MPa，断后伸长率≥28％，屈强比≤0.77，厚度方向Z向性能≥60％，
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40℃冲击功≥200J。按照本专利技术所述化学成分及生产工艺要求生产的产品钢板具有大厚度、高强韧性、高塑性、低屈强比、优异的焊接性能以及抗层状撕裂性能。该专利技术涉及厚板，未提热轧H型钢。
[0008]公开日为2020年4月10日的中国专利CN110983204B公开了一种工程机械用钢板及制备方法，具体公开了所述钢板的化学成分及重量百分比含量为：C：0.10％
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0.17％、Si：0.15％
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0.40％、Mn：1.10％
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1.70％、S≤0.015％、P≤0.025％、Nb≤0.6％，V≤0.1％，Ti：0.005
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0.035％、Ni：0.15
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0.5％，Cr：0.10％
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0.5％、Mo：0.20％
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0.50％，B≤0.0025％，其余为Fe和微量杂质。本专利技术通过Nb、V、Ti、Cr、Mo等合金元素的复合添加，合理的Si、Mn含量设计，通过4300mm双机架轧制及调质(淬火+回火)等工艺技术的实施，在低压缩比的情况下获得100
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110mm大厚度高强度工程机械用钢板。钢板拉伸强度、
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20℃低温冲击功、Z向性能稳定，满足了低压缩比情况下批量生产大厚规格高强度工程机械用钢的需要。但该专利技术采用了V、Ni等贵重金属，增加了合金成本，且厚度限制在100
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110mm，且涉及的板材轧制。
[0009]相对于厚板而言，热轧H型钢的变形在孔型中进行，厚重热轧H型钢轧制温度高，受坯料和轧机能力影响，总压缩比和单道次压缩比均受限，产品翼缘厚度方向变形渗透难，生产工艺调节窗口窄，尤其是在满足优异的低温韧性和抗层状撕裂性能的同时还要满足高强度性能。
[0010]公开日为2019年12月3日的中国中国专利CN110527915A公开了一种460MPa级热轧H型钢及其生产方法，具体公开了其重量百分比计其化学组分及含量为：C0.08～0.11％、Si0.20～0.30％、Mn0.50～0.70％、P≤0.015％、S≤0.010％本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有良好Z向性能的屈服强度450MPa级热轧H型钢，其特征在于，含有以下质量百分比的化学成分：C：0.15～0.18％，Si：0.30～0.50％，Mn：0.7～1.0％，P：≤0.020％，S：≤0.010％，Nb：0.030～0.050％，Ti：0.010～0.020％，Ni：0.10～0.30％，N≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的具有良好Z向性能的屈服强度450MPa级热轧H型钢，其特征在于，所述具有良好Z向性能的屈服强度450MPa级热轧H型钢的金相组织为铁素体+贝氏体，贝氏体面积占比为20～30％，铁素体晶粒度等级9级以上，贝氏体层厚度大于等于翼缘厚度的1/4。3.根据权利要求1所述的具有良好Z向性能的屈服强度450MPa级热轧H型钢，其特征在于，所述具有良好Z向性能的屈服强度450MPa级热轧H型钢的屈服强度≥4500MPa，抗拉强度≥550MPa，延伸率A≥21％，
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20℃纵向V型冲击功KV2≥100J，Z≥52％。4.根据权利要求1
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3任意一项所述的具有良好Z向性能的屈服强度450MPa级热轧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
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LF精炼
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RH或VD真空处理
→
异型坯全保护浇铸
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坯料加热
→
轧制
→
轧后控冷；坯料与最终产品翼缘厚度方向的压缩比为2～4。5.根据权利要求4所述的生产方法，其特征在于，LF炉精炼步骤中，精炼时间延长15～20min，吹氩前温度≥1550℃，每次吹氩的时间≥1min，控制N含量在0.005％以下。6.根据权利要求4所述的生产方法，其特征在于，RH或VD真空处理步骤中，将出RH或VD后的钢水中的氢的体...

【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：