[发明专利]高韧性含硼碳素结构钢板卷及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及碳素结构钢和低合金钢，具体涉及一种高韧性含硼碳素结构钢板卷及其生产方法。

背景技术

目前各钢厂生产Q235碳素结构钢板卷是采用通用的碳锰成分设计。普遍存在的问题是在20～25.4mm厚度范围易产生延伸和强度性能不足的问题，不能完全满足GB/T700的要求；对于其他厚度规格板或板卷同时存在的问题是板材显微组织‘铁素体+少量珠光体’出现组织带状分布，易产生拉伸断口分层和冲击断口分层，以及材料性能的各向异性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高韧性含硼碳素结构钢板卷及其生产方法，通过硼微合金化、组织均匀化提高现有以Q235、SS400为代表的屈服强度215～345MPa级别碳素结构钢和低合金钢的延伸性能、常温和低温冲击韧性。

具体技术方案如下：

高韧性含硼碳素结构钢板卷，按照重量含有碳≤0.30％，硅：≤0.50％，锰：≤1.70％，磷：≤0.035％，硫：≤0.035％，铝：0.015～0.050％，以及8～50ppm的硼，余量为铁和微量杂质。

进一步地，还包括铌：≤0.050％，和/或，钒：≤0.050％，和/或，钛：≤0.020％，和/或，镍：≤0.40％，和/或，铬≤0.50％，和/或，铜：≤0.40％。

上述高韧性含硼碳素结构钢板卷的生产方法，包括如下步骤：

（1）采用两机架可逆轧机粗轧；

（2）进行7机架热连轧；

（3）进行轧制后层流冷却；

（4）卷取。

进一步地，在奥氏体再结晶区和未再结晶区多道次控制轧制，包括：

1180～1220℃加热；

1150～1180℃下初轧开轧；

1000℃～950℃下精轧开轧；

900℃～800℃下精轧终轧；

轧后层流冷却或超快速冷却；

650℃～500℃终止冷却并卷取。

进一步地，所述冷却采用水幕层流冷却。

进一步地，水冷速度10℃～50℃/S。

与目前现有技术相比，经过本发明的方式改进后，加入8～50ppm硼元素，并调整热轧和冷却工艺参数后，使20mm以上厚规格碳素结构钢和低合金钢的力学性能符合GB/T700的要求，避免了上述缺陷的产生。同时，保证了板卷开平后，沿轧制方向平行和垂直方向的拉伸试样的性能检验结果不下降。硼元素已经广泛应用于高强度钢板和软钢板带产品中，如连续退火冷轧低碳铝镇静钢薄带、极薄热轧拉延钢板、高强管线钢和无取向硅钢等；但是在碳素结构钢和低合金钢中的应用较为少见。马钢将微量硼应用于碳素结构钢和低合金钢中，取得了较好的效果。使包括20.0～25.4mm厚度规格在内的碳素结构钢的力学性能不仅符合GB/T700的要求，避免了延伸性能不足、强度性能不足、带状组织和拉伸或冲击断口分层等上述缺陷的产生，而且，还可以获得远远超过一般水平的常温和低温冲击韧性、优良的各项同性性能。

1)按照本发明的措施处理，使碳素结构钢板卷具有很好的低温冲击韧性。

2)按照本发明的措施处理，使碳素结构钢和低合金钢板卷的组织非常均匀，无择优取向，无断口分层。

3)板卷开平后，纵向力学性能不下降。

附图说明

图1工业生产的含硼碳素结构钢的金相组织（与轧制方向垂直方向）

图2工业生产的含硼碳素结构钢的金相组织（沿轧制方向平行方向）

具体实施方式

下面根据附图对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实施例。

本实施例所使用的化学成分设计和轧制工艺、冷却工艺应用于目前GB700、JIS G3101、JIS G3109等标准规范的屈服强度200-420MPa的碳素结构钢和低合金钢，可以显著改善组织和性能的均匀性，提高韧性和延性水平。