[发明专利]屈服620MPa级水电工程用热轧钢板及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水电工程用钢板及其生产方法，尤其是一种屈服620MPa级水电工程用热轧钢板及其生产方法。

背景技术

随着煤炭等资源的日益紧缺和环保要求的不断提高，对于利用核能、水能、风能、太阳能等多种高效清洁能源改善全球环境和气候已达成共识。水电做为成本低廉、高效环保的能源被广泛应用。水力发电的基本原理是利用水位落差，配合水轮发电机产生电力，即利用水的位能转化为水的机械能。水电工程装备由于服役环境比较恶劣，其对用钢的各项技术指标要求极高，不仅要有高的耐大气腐蚀和耐海水腐蚀性能，还要求高强度、高韧性、易焊接等。从目前情况看，屈服强度490MPa以下的水电工程用钢基本实现了国产化，并且占据了水电工程用钢量的90%，而490MPa及以上钢板的推广是未来发展趋势，该厚度、强度级别钢板的成功研制，对于该级别钢板的国产化及进一步推广应用都具有重要意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有良好综合性能的屈服620MPa级水电工程用热轧钢板；本发明还提供了一种屈服620MPa级水电工程用热轧钢板的生产方法。

为解决上述技术问题，本发明成分的重量百分含量为：C 0.03%～0.05%，Si 0.20%～0.40%，Mn 1.52%～1.60%，P≤0.015%，S≤0.010%，Ni 0.28%～0.35%，Cr 0.50%～0.60%，Nb 0.04%～0.05%，V 0.045%～0.055%，Ti 0.015%～0.025%，Al 0.020%～0.040%，B 0.0015～0.0025%，余量为Fe和微量不可避免的杂质。

本发明所述钢板的最大厚度为40mm。

本发明采用上述化学成分设计后，其中的碳、锰固溶强化；少量加入的Nb、Ni、Ti细化晶粒，其碳氮化物起到弥散强化作用；使钢板具有良好的力学性能。其中，各组分及含量在本发明中的作用是：

C：碳对钢的屈服、抗拉强度、焊接性能产生显著影响；碳通过间隙固溶能显著提高钢板强度，但碳含量过高，又会影响钢的焊接性能及韧性。

Si：在炼钢过程中作为还原剂和脱氧剂，同时Si也能起到固溶强化作用，但超过0.5%时，会造成钢的韧性下降，降低钢的焊接性能。

Mn：锰成本低廉，能增加钢的韧性、强度和硬度，提高钢的淬透性，改善钢的热加工性能；锰量过高，对于大厚度钢板易出现中心偏析。

P、S：在一般情况下，磷和硫都是钢中有害元素，增加钢的脆性。磷使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏；硫降低钢的延展性和韧性，在轧制时造成裂纹；因此应尽量减少磷和硫在钢中的含量。

Al：铝是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝，可细化晶粒，提高冲击韧性；铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能，过高则影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。

Nb：铌的加入是为了促进钢轧制显微组织的晶粒细化，可同时提高强度和韧性，铌可在控轧过程中通过抑制奥氏体再结晶，有效的细化显微组织，并通过析出强化基体。焊接过程中，铌原子的偏聚及析出可以阻碍加热时奥氏体晶粒的粗化，并保证焊接后得到比较细小的热影响区组织，改善焊接性能。

Ti：钛是良好的脱氧剂。钢种加Ti可与C、N元素形成Ti的碳化物、氮化物或碳氮化物，这些化合物具有好的晶粒细化效果。

Ni：镍溶于奥氏体，抑制奥氏体再结晶，细化细化奥氏体晶粒，提高钢板低温韧性。

Cr、B：提高钢板淬透性。

本发明方法包括冶炼、连铸、加热、轧制和热处理工序；所述冶炼工序所得钢水成分的重量百分含量如上所述；

所述轧制工序：采用TMCP工艺轧制；第一阶段轧制温度为950℃～1100℃，此阶段单道次压下量为8%～10%，累计压下率为50%～66%；第二阶段轧制温度为850～780℃，累计压下率为50%～60%；轧后钢板进ACC水冷，入水温度750℃～780℃，返红温度410℃～430℃；

所述热处理工序：回火590±10℃，保温120min～130min。

本发明所述冶炼工序：钢水先经电炉冶炼，再送入LF精炼炉精炼，钢水温度1530～1550℃后转入VD炉真空脱气处理，VD前加入CaSi块100～120kg/120吨钢或Fe-Ca线400～450m/120吨钢以改变夹杂物形态，精炼时喂入Al线；所述VD炉真空脱气处理的真空度≤66.6Pa，真空保持时间15min～25min。

本发明所述连铸工序：采用300mm厚度连铸坯。