[发明专利]低碳当量高韧性Q420E钢板及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料领域，特别涉及一种低碳当量高韧性Q420E钢板及其生产方法。

背景技术

Q420E低合金高强度结构钢板被广泛的应用在各种工程机械的制造及其它结构件制作领域。工程机械和结构件的制造时需要将大量的钢板焊接起来，同时工程机械和结构件使用时往往要承载动载荷，并在低温环境下使用。为了提高工作工作效率，保证焊接质量，要求材料的焊接性能良好，而焊接性能与材料的碳当量密切相关，碳当量越低，焊接性能越好，因此下游企业希望材料的碳当量越低越好；材料能承受较大的动载荷，并能在低温环境下使用，要求材料具有良好的低温韧性。现在的Q420E钢板生产面临生产工艺复杂，生产成本高，碳当量高；或者冲击韧性偏低等问题。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种低碳当量高韧性Q420E钢板，钢板的碳当量低，碳当量在0.27～0.33之间，具有优异的焊接性能。

技术方案如下：

一种低碳当量高韧性Q420E钢板，按重量百分比计，其化学成分包括：C0.06～0.08％、Si0.35～0.45％、Mn1.3～1.5％、P≤0.02％、S≤0.005％、Nb0.025～0.035％、Ca0.0015～0.003％、Als0.017～0.03％，其余为铁和杂质。

进一步，按重量百分比计，其化学成分包括：C0.08％、Si0.45％、Mn1.5％、P0.02％、S0.002％、Nb0.035％、Als0.017％、Ca0.0015％，余量为Fe和杂质。

进一步，按重量百分比计，其化学成分包括：C0.07％、Si0.35％～0.41％、Mn1.3％～1.45％、P0.009％～0.015％、S0.001％～0.004％、Nb0.03％～0.034％、Als0.023％～0.03％、Ca0.0024％～0.003％，余量为Fe和杂质。

进一步，按重量百分比计，其化学成分包括：C0.06％、Si0.42％、Mn1.41％、P0.011％、S0.002％、Nb0.025％、Als0.021％、Ca0.0023％，余量为Fe和杂质。

进一步，按重量百分比计，其化学成分包括：C0.065％、Si0.38％、Mn1.37％、P0.015％、S0.002％、Nb0.032％、Als0.019％、Ca0.0027％，余量为Fe和杂质。

本发明所解决的另一个技术问题是提供一种低碳当量高韧性Q420E钢板的生产方法，生产工艺简单、生产成本低、表面质量良好，只在传统C-Mn钢的基础上添加微量的Nb，通过合适的加热、控轧、控冷工艺就得到了表面质量良好的低碳当量高韧性Q420E钢板。

技术方案如下：

一种低碳当量高韧性Q420E钢板的生产方法，包括冶炼、连铸、板坯再加热和轧制成型，其中，

板坯再加热过程中，采用250mm厚的连铸坯进行生产，板坯再加热的出炉温度1190-1220℃，加热时间290～430分钟；

钢板的轧制成型过程中，当轧制10mm～16mm厚钢板时，板坯再加热之后进行控制轧制，第一阶段开轧厚度为板坯厚度，第一阶段开轧温度1170～1200℃，第一阶段终轧温度≥1030℃，第一阶段高温延伸轧制时单道次压下率≥13％；第二阶段钢板的开轧厚度为3倍成品钢板厚度，第二阶段钢板开轧温度为890～980℃，第二阶段终轧温度为770～800℃；钢板轧完经热矫直机矫直后，自然空冷；

当轧制大于16mm～30mm厚钢时，板坯再加热之后进行控制轧制，第一阶段开轧厚度为板坯厚度，第一阶段开轧温度1170～1200℃，第一阶段终轧温度＞1020℃，第一阶段高温延伸轧制时单道次压下率≥12％；第二阶段钢板的开轧厚度为3倍成品钢板厚度，第二阶段钢板开轧温度为860～890℃，第二阶段终轧温度为770～800℃；钢板轧完后进行层流冷却，冷却速度为15～21℃/s，终冷温度为610～640℃；

成品低碳当量高韧性Q420E钢板按重量百分比计，包括：C0.06～0.08％、Si0.35～0.45％、Mn1.3～1.5％、P≤0.02％、S≤0.005％、Nb0.025～0.035％、Ca0.0015～0.003％、Als0.017～0.03％，其余为铁和杂质。