一种低压缩比特厚Q690高强钢板及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种低压缩比特厚Q690高强钢板及其制造方法，钢板的化学成分按质量百分比计为C：0.15～0.20％，Si：0.10～0.40％，Mn：1.20～1.50％，Nb：0.040％～0.060％，V：0.030％～0.060％，Ti:0.020％～0.030％,Al：0.02～0.05％，Ni：1.00～1.20％，Cu：≤0.30％，Cr：0.60～1.00％，Mo：0.40～0.70％，B：0.0015～0.0025％，Ca：0.001～0.005％，P：≤0.012％，S：≤0.002％，O：≤0.002％，N：≤0.004％，H：≤0.0002％，余量为Fe；碳当量CEV：0.65～0.75％。制造方法涉及冶炼、连铸、加热轧制、扩氢和调质，最终产品组织为回火索氏体和贝氏体，满足工程机械Q690钢板的应用需要。工程机械Q690钢板的应用需要。

【技术实现步骤摘要】
一种低压缩比特厚Q690高强钢板及其制造方法


[0001]本专利技术属于钢铁冶金领域，具体涉及180～220mm厚的Q690高强钢板及其生产方法。

技术介绍

[0002]Q690钢板具有强度高、韧性好及加工性能优良等特点，广泛应用于工程机械、桥梁建筑等领域。近年来，随着国内外大型、超大型工程的兴起，工程机械设备日益大型化发展，对大厚度高强钢板的需求日益强烈。目前，国标GB/T16270
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2009定义的Q690钢种的最大厚度为180mm，已不能完全满足一些特殊工程设备关键部件对特厚钢板的产品需求。
[0003]Q690特厚钢板的生产难点主要在于：(1)受各钢厂连铸板坯厚度的限制，钢板成品越厚，压缩比越小，导致晶粒粗大，钢板强韧性难以保证；(2)钢板越厚，钢板表面到心部会形成较大的温度梯度，厚度方向冷却不均，导致越往心部，钢板强度越低；(3)Q690钢板多采用马氏体组织设计，强度高，对氢致延迟裂纹较为敏感。由于钢板厚度大，氢原子扩散路径长，逸出困难，导致钢板在后续的切割、焊接甚至使用过程中出现延迟裂纹，影响设备安全。如何克服以上困难，开发180mm以上特厚Q690钢板是各钢厂急需解决的问题。
[0004]中国专利文献CN104264064A公开了一种特厚规格Q690高强结构钢板及其制造方法。采用两阶段轧制，为确保精轧的变形量，要求粗轧后钢板的厚度与成品厚度的比值在1.4以上。轧制后，钢板采用DQ+ACC的冷却方式进行在线淬火。由于钢板头尾入水温度的不同，在线淬火会导致钢板头尾性能的不均匀，在工程设备关键零部件上的使用受到限制。所述文献公开的钢板生产厚度为160
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180mm。
[0005]中国专利文献CN106756544A公开了一种低碳当量大厚度Q690D高强钢板的生产方法。钢板CEV≤0.56，采用离线淬火方式生产，但最大生产厚度仅为100mm，不足以作为厚板使用。
[0006]中国专利文献CN106319380A公开了一种低压缩比690MPa级特厚钢板及其生产方法。钢板粗轧后直接进入层流冷却，表面降温到Ar3以下30～50℃，之后进行1
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3min的返温，当钢板表面温度达到760～860℃时，再进行精轧。该工艺控制相对复杂，不符合传统轧制的流程，需要更改轧制冷却顺序，操作较为困难，效率低。另外，为保证特厚钢板的组织均匀性，该专利技术在传统调质工艺前添加了正火工序，增加了生产流程和成本。且最大生产厚度为115mm。
[0007]综上所述，目前涉及特厚Q690高强钢板的现有生产技术主要为调质或在线淬火。为确保轧制渗透到心部，多采用确保精轧变形量，或进行低温精轧的方式。成品钢板的最大厚度为180mm，尚未涉及180mm以上低压缩比特厚钢板的生产，同时对特厚高强钢板氢致延迟裂纹问题也未给出可行的解决方案。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是要提供一种低压缩比特厚Q690的调质高强度钢板及其生产方法，
满足。
[0009]本专利技术解决上述问题所采用的技术方案为：一种低压缩比特厚Q690高强钢板，钢板的化学成分按质量百分比计为C：0.15～0.20％，Si：0.10～0.40％，Mn：1.20～1.50％，Nb：0.040％～0.060％，V：0.030％～0.060％，Ti:0.020％～0.030％,Al：0.02～0.05％，Ni：1.00～1.20％，Cu：≤0.30％，Cr：0.60～1.00％，Mo：0.40～0.70％，B：0.0015～0.0025％，Ca：0.001～0.005％，P：≤0.012％，S：≤0.002％，O：≤0.002％，N：≤0.004％，H：≤0.0002％，余量为Fe及不可避免的杂质元素；碳当量CEV：0.65～0.75％。
[0010]进一步地，高强钢板的厚度为180～220mm。
[0011]进一步地，钢板的显微组织为回火索氏体和贝氏体组织。
[0012]进一步地，屈服强度≥630MPa，抗拉强度≥710MPa，延伸率≥14％；
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40℃低温夏比冲击功≥47J；d＝3a，180
°
冷弯无裂纹。
[0013]本专利技术Q690高强钢板的元素成分的限定理由阐述如下：
[0014]C：碳作为固溶元素可以显著提高钢板的强度，但对钢板的塑韧性、冷弯性能及焊接性能带来不利影响。基于钢板强韧性匹配和冷弯性能需要，本专利技术中碳含量控制为0.15～0.20％。
[0015]Si：在所述钢中起固溶强化作用。但Si含量过高会恶化马氏体高强钢的韧性，同时增加钢板冷裂纹敏感性，本专利技术中控制在0.10～0.40％之间。
[0016]Mn：在所述钢中提高淬透性，促进马氏体转变，提高强度。但Mn是主要偏析元素，含量过高会引起连铸坯中心偏析形成MnS，对钢板韧性、抗层状撕裂性能，和焊接性能造成不利影响。本专利技术规定锰加入量介于1.20～1.50％的范围内。
[0017]Nb:能产生显著的晶粒细化、析出强化以及沉淀强化作用。固溶于奥氏体的Nb能够提高淬透性，Nb的碳化物析出相具有细化晶粒、提高基体强度的作用。本专利技术中Nb含量控制为0.040～0.060％。
[0018]V：细化晶粒元素；回火时可起到一定的析出强化作用。V含量过高时，会恶化钢板韧性和焊接性能。因此，本专利技术V含量控制为0.030～0.060％。
[0019]Ti：Ti(C/N)溶解温度高，通常在1400℃以上，在高温下对晶界有强烈的钉扎作用，阻止加热过程中奥氏体晶粒的粗化。本专利技术需要在高温进行轧制，Ti含量控制为0.020～0.030％。
[0020]Al：脱氧和细化晶粒元素。本专利技术规定Al含量0.02～0.05％。
[0021]Cr：是提高钢淬透性的元素，能够抑制多边形铁素体和珠光体的形成，促进低温组织贝氏体或马氏体的转变，提高钢的强度。但Cr含量过高将影响钢的韧性，降低钢板的焊接性能。本专利技术Cr含量控制在0.60～1.00％。
[0022]Mo：是提高钢淬透性的元素，有利于冷却时贝氏体或马氏体的的形成。钢种添加一定含量的Mo会提高钢板的强度，而不会影响钢板的低温冲击性能。Mo能增加钢板的回火抗性，可以使得钢板在较高的温度下不降低强度。本专利技术Mo含量控制在0.40～0.70％。
[0023]Ca：夹杂物变性元素，可以和长条状的MnS反应生成球状的CaS，改变钢板各向异性，还可以使得Al脱氧产生的Al2O3夹杂变性为球性低熔点夹杂，促进夹杂物上浮去除，提高钢板塑韧性。本专利技术中Ca含量控制为0.001～0.005％。
[0024]P：钢种有害元素，易偏析，对材料塑韧性有不利影响，P含量高，钢板脆性增加，。本
专利技术规定P：≤0.012％
[0025]S:钢种有害元素，易偏析。于Mn元素很容易形成MnS偏析夹杂，导致钢板分层开裂。本专利技术规定S：≤0.002％。
[0026]O、N、H：有害气体元素，含本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低压缩比特厚Q690高强钢板，其特征在于：钢板的化学成分按质量百分比计为C：0.15～0.20％，Si：0.10～0.40％，Mn：1.20～1.50％，Nb：0.040％～0.060％，V：0.030％～0.060％，Ti:0.020％～0.030％,Al：0.02～0.05％，Ni：1.00～1.20％，Cu：≤0.30％，Cr：0.60～1.00％，Mo：0.40～0.70％，B：0.0015～0.0025％，Ca：0.001～0.005％，P：≤0.012％，S：≤0.002％，O：≤0.002％，N：≤0.004％，H：≤0.0002％，余量为Fe及不可避免的杂质元素；碳当量CEV：0.65～0.75％。2.根据权利要求1所述的低压缩比特厚Q690高强钢板，其特征在于：所述高强钢板的厚度为180～220mm。3.根据权利要求1所述的低圧缩比特厚Q690高强钢板，其特征在于：所述钢板的显微组织为回火索氏体和贝氏体组织。4.根据权利要求1所述的低圧缩比特厚Q690高强钢板，其特征在于：屈服强度≥630MPa，抗拉强度≥710MPa，延伸率≥14％；
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40℃低温夏比冲击功≥47J；d＝3a，180
°
冷弯无裂纹。5.一种制造权利要求1
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4中任一权项所述的低圧缩比...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊，徐婷，韩步强，夏冬冬，武金明，沈斌，张兴国，
申请(专利权)人：江阴兴澄特种钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：