[发明专利]一种极薄规格超高强度钢板的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是钢板的生产方法，尤其是一种经济型低温韧性优异的极薄规格超高强度钢板的生产方法。

背景技术

近年来，大型化、重载荷、轻量化等成为汽车、船舶、建筑、桥梁、工程机械等重点钢材消费行业的发展主基调。要实现上述目标，无外乎体现在三个方面：新材料、新结构及结构的优化。高强钢正体现了新材料在下游应用中的广阔前景。工程机械行业中小于20mm的薄规格950、980MPa抗拉强度（对应Q890、Q960）的起重机臂架材料已被批量采用，从而大幅度地降低了臂架自重，为产品向超大吨位发展提供了材料支撑。起重机吊臂对于钢板在加工过程的板形要求极为严格，为确保每节吊臂质量，钢板在进行等离子切割及以后的折弯过程中不允许有因其残余应力不均匀释放所导致的产品变形。但目前供应的主要是瑞典SSAB的WELDOX系列超高强度钢产品为主，规格集中在4-16mm，强度级别主要为WELDOX700、900、960；而受热连轧机能力、卷曲设备限制，国内能供应的20mm以下钢板主要为800MPa以下低强度级别的卷板开平类产品，个别企业能供应Q960级热连轧产品，但普遍都没有得到泵车生产厂家的技术认可，主要是因为开平板直接应用仍存在较大的残余应力，造成产品后续切割及折弯时容易出现瓢曲问题；而中厚板轧制的原平板最薄规格为5-6mm，强度级别也基本在1000Mpa。对于更薄规格、更高强度的产品采用现有生产技术与工艺难以达到用户的要求，因此生产更薄规格、更高强度工程机械用钢时，如何消除残余应力、保证后续使用安全、满足用户需求已成为钢铁企业迫切需要解决的问题。

由国家知识产权局公开的一项宝山钢铁股份有限公司申请的申请号为200510024756.0，名为“屈服强度1100 MPa以上超高强度度钢板及其制造方法”的专利，该专利申请公开了采用控轧后直接淬火和回火的工艺，其不足之处在于要求在线直接淬火，其冷速大（高达50℃/s）、实际在线冷却生产如此高强度的钢板很容易存在板形问题，对矫直设备能力要求极高；钢板的厚度也仅能保证16、25mm，再薄规格钢板采用这种方法生产难以实现，且其-40℃低温冲击韧性仅30～40J。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种极薄规格超高强度钢板生产方法的技术方案。本方案通过对合金成分的合理设计和工艺控制，通过纯净钢冶炼、热连轧成型、卷板开平、热轧基板淬火回火的工艺步骤，获得厚度为3～10mm极薄超高强度钢板，具有低碳氮量易焊接、质量稳定、工艺简单、易于工业化大批量生产的特点。

本方案是通过如下技术措施来实现的：一种极薄规格超高强度钢板的生产方法，其特征是：钢的化学成分含量按重量的百分比为C 0.12～0.15%；Si 0.0～0.10%；Mn 0.9～1.3%；P ≤0.0015%；S ≤0.008%；Ni 0.35～0.60%；Cr 0.15～0.30%；Mo 0.25～0.40%；Ti 0.008～0.035%；Al 0.030～0.050%，其余为铁及不可避免的杂质，按如下步骤加工成厚度为3-10mm的极薄规格超高强度的钢板：

（1）采用铁水脱硫技术、转炉顶复合吹炼技术和真空处理技术对钢水进行纯净化处理，使钢水的化学成分含量达到以上要求；

（2）将纯净化后的钢水经过Ca处理后采用全程保护浇注工艺浇注成厚度为135-150mm的连铸钢坯；

（3）对连铸坯堆垛缓冷48小时以上，采用ASP热连轧成型工艺热轧成厚度3-10mm的板卷。其中控制连铸坯的加热温度为1200-1250°C，以保证终轧温度≥890°C；采用间断开启的层流冷却方式对钢板进行冷却；经过卷取机将轧后钢板卷成板卷，控制卷曲温度为600-650°C。在轧钢过程中保证粗轧每道次压下率≥20%，累计压下率≥70%，粗轧结束温度≥1100℃，快速精轧开轧温度≥1000℃，中间道次压下率≥20%，最后两道次压下率≥10%，终轧温度≥890℃；

（4）热轧卷在开平线上开卷、矫平、剪切成要求长度尺寸的热轧基板；

（5）热轧基板经过两次淬火+回火热处理工艺，在无氧化辊底式炉内一次加热温度880-890℃，保温时间1.5min/mm+10min，出炉后水淬至室温。二次加热温度820-850℃，保温时间1.5min/mm+10min，出炉后水淬至室温。回火加热温度450-600℃，保温时间2.5-3min/mm+10min后即成成品。