【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于特种钢冶炼，具体涉及一种420mpa级高性能建筑用特厚钢板及其制造方法。
技术介绍
1、随着高层建筑、超高层建筑和大跨度建筑的发展，建筑用厚钢板的需求也越来越迫切，特别是超高层建筑中的箱式柱更需要厚钢板。
2、传统高强度特厚钢板主要采用模铸-轧制-调质（淬火+高温回火）工艺生产。但模铸生产效率低、成材率低，限制了其广泛应用，且调质工艺能源消耗大、合金成本高、生产周期长。
3、中国专利cn 104018071 a公开了一种“ 低碳当量高韧性q420e钢板的生产方法”，该方法采用传统tmcp工艺生产q420e钢板，无法摆脱压缩比的限制，只适用于生产30mm以下的钢板，而不适于生产特厚钢板。
4、中国专利cn 102776443 a公开了“ 一种420mpa级别低合金高强度特厚钢板及其制造方法”，采用电渣重熔的方法冶炼，轧后进行正火热处理工艺生产q420d级特厚钢板，生产工序复杂，生产周期长，合金成本较高，碳当量ceq也较高。
5、中国专利cn 103540848 a公开了“ 一种420mpa级正火态特厚规格结构用钢板及其制造方法”，其
技术实现思路
为通过正火+快冷工艺生产特厚q420e钢板，生产工序复杂，合金成本高，ceq较高，同时该方法也无法摆脱压缩比的限制，利用400mm厚的连铸坯也只能生产最大厚度120mm的产品。
6、为解决上述合金成本高、生产过程繁杂的问题，采用tmcp技术是最有效的。通过采用tmcp可降低钢中合金元素的添加量，降低ceq，使钢板具有良
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种以连铸坯为原料，采用在线控轧控冷工艺生产，最大厚度达150mm的420mpa级高性能建筑用特厚钢板。
2、本专利技术解决上述问题所采用的技术方案为：一种420mpa级高性能建筑用特厚钢板，其化学成分质量百分比为c：0.07~0.1%，si：0.10~0.35%；mn：1.40~1.55%；cr：0~0.25%；nb：0.030~0.050%；ti：0.008~0.020%，以及fe和其他不可避免的元素。此特厚钢板采用连铸坯经在线控轧控冷工艺生产，钢板的屈服强度为400~480mpa，抗拉强度510~630mpa，屈强比不大于0.83，延伸率大于20%，且满足-40℃夏比冲击功不低于100j。
3、为实现上述目的，本专利技术实施例中各化学元素进行限制的原因如下：
4、c：0.07~0.1%
5、c元素是钢中最便宜和最有效的强化元素，为此碳的下限为0.07%，而过高的碳含量导致其焊接性能变差，且恶化冲击性能，为此碳的上限0.1%，且当碳含量≥0.09%时，钢水凝固过程中容易发生包晶反应造成铸坯有纵裂纹，而影响钢板表面质量，优选地c的范围为0.07~0.09%。
6、si：0.1%至0.35%
7、si元素是常见的脱氧元素，且可以通过固溶强化提高铁素体强度，为此硅的下限为0.1%；过多的硅元素将会促进焊接热影响区马奥岛组织形成，并不利于马奥岛组织的分解，恶化焊接性能，为此硅的上限为0.35%。
8、mn：1.40~1.55%
9、mn元素是常见的固溶强化元素，其在室温和高温下均能有效提高强度，并且有利于提高钢的淬透性，为此锰的下限为1.40%；过多的锰元素容易引起偏析，并恶化冲击韧性，为此锰的上限为1.55%。
10、cr： 0~0.25%；
11、cr元素可提高强度和淬透性，过多的cr将影响冲击韧性，并恶化焊接性能，为此cr的上限为0.25%。
12、nb：0.030~0.050%；
13、nb元素是非常有效的细晶强化元素，可有效的控制原奥氏体尺寸和细化贝氏体晶粒；并且nb形成的碳化物具有较高的热稳定性，可同时提高钢的室温和高温性能，nb元素的限制范围为0.030%~0.05%。
14、ti：0.008%至0.02%
15、ti元素是强烈的固氮元素，钛的氮化物可以阻止铸坯在加热、轧制和焊接过程中晶粒的长大，改善母材和焊接热影响区的韧性。过量的ti会引起钛的氮化物的粗化，影响钢板的低温韧性，因此ti元素的限制范围为0.008%~0.02%
16、为得到上述钢板，优选地，所述钢板的微观组织为多边形铁素体+贝氏体和少量珠光体。
17、优选地，此钢板的制造主要包括冶炼、连铸、加热、在线控轧控冷，具体包括以下步骤：
18、（1）冶炼：冶炼原料依次经kr铁水预处理、转炉冶炼、lf冶炼、rh真空冶炼和连铸，制造出满足成分要求，厚度≥300mm的连铸坯，连铸坯的中心偏析c类≤0.5级，中心疏松≤0.5级；
19、（2）加热：连铸坯的加热温度为1160~1250℃，保温时间2~6小时；
20、（3）在线控轧控冷：采用双机架轧制，经粗轧、精轧和轧后冷却后得到钢板。本专利技术通过成分与控轧控冷工艺的合理设置，利用特厚板温降较慢的特点，在轧后冷却过程中得到多边形铁素体和贝氏体为主的组织。
21、优选地，粗轧温度范围为1150~1000℃，单道次压下率不低于15%，累计压下率不小于50%，获得中间坯，中间坯厚度不低于1.4h，h为成品厚度。
22、优选地，精轧温度范围为770~820℃，道次压下率15~20%。
23、优选地，所述轧后冷却的工艺包括，通过控制精轧机后速度，匹配合适的开冷温度为760~860℃，通过对水组和水量及辊道速度的调节，精确控制终冷和返红温度，使终冷温度低于贝氏体转变结束温度，钢板的返红温度为350~500℃，平均冷却速率为1~5℃/s。
24、与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
25、本专利技术以连铸坯为原料，采用在线控轧控冷工艺生产80~150mm厚高强度420mpa级钢板，代替了离线或nac正火工艺，生产流程短，工序简单，节能降耗降排，使生产效率明显提高，有利于缩短交货期。采用此成分及工艺生产的钢板具有屈强比低，屈服强度波动范围窄（≤80mpa）、厚度效应小以及高韧性的特点，非常适宜于具有抗震设计需求的钢结构，包括但不限于建筑领域。
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1.一种420MPa级高性能建筑用特厚钢板，其特征在于：所述钢板的化学成分重量百分比为C：0.07~0.1%，Si：0.10~0.35%；Mn：1.40~1.55%；Cr：0~0.25%；Nb：0.030~0.050%；Ti：0.008~0.020%，以及Fe和其他不可避免的元素。
2.根据权利要求1所述的一种420MPa级高性能建筑用特厚钢板，其特征在于：所述钢板的最大厚度达150mm，钢板的屈服强度为400~480MPa，抗拉强度510~630MPa，屈强比不大于0.83，延伸率大于20%，且满足-40℃夏比冲击功不低于100J。
3.根据权利要求1所述的一种420MPa级高性能建筑用特厚钢板，其特征在于：所述钢板的微观组织为多边形铁素体+贝氏体和少量珠光体。
4.一种如权利要求1所述的420MPa级高性能建筑用特厚钢板的制造方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种420MPa级高性能建筑用特厚钢板的制造方法，其特征在于：步骤3）中粗轧温度范围为1150~1000℃，单道次压下率不低于15%，累计压
6.根据权利要求4所述的一种420MPa级高性能建筑用特厚钢板的制造方法，其特征在于：步骤3）中精轧温度范围为770~820℃，道次压下率15~20%。
7.根据权利要求4所述的一种420MPa级高性能建筑用特厚钢板的制造方法，其特征在于：步骤3）中通过控制精轧机后速度，匹配合适的开冷温度为760~860℃，通过对水组和水量及辊道速度的调节，精确控制终冷和返红温度，使终冷温度低于贝氏体转变结束温度，钢板的返红温度为350~500℃，平均冷却速率为1~5℃/s。
...【技术特征摘要】
1.一种420mpa级高性能建筑用特厚钢板，其特征在于：所述钢板的化学成分重量百分比为c：0.07~0.1%，si：0.10~0.35%；mn：1.40~1.55%；cr：0~0.25%；nb：0.030~0.050%；ti：0.008~0.020%，以及fe和其他不可避免的元素。
2.根据权利要求1所述的一种420mpa级高性能建筑用特厚钢板，其特征在于：所述钢板的最大厚度达150mm，钢板的屈服强度为400~480mpa，抗拉强度510~630mpa，屈强比不大于0.83，延伸率大于20%，且满足-40℃夏比冲击功不低于100j。
3.根据权利要求1所述的一种420mpa级高性能建筑用特厚钢板，其特征在于：所述钢板的微观组织为多边形铁素体+贝氏体和少量珠光体。
4.一种如权利要求1所述的420mpa级高性能建筑用特厚钢板的制造方...
【专利技术属性】
技术研发人员：马菁，杜鹏举，刘观猷，李红文，黄云，
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：
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