[发明专利]一种高强度高韧性热轧耐候钢板及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高强度高韧性热轧耐候钢板，其化学成分质量百分比含量(wt，％)为：C：0.05％～0.10％、Si：0.10％～0.50％、Mn：1.00％～1.30％、P：≤0.015％、S：≤0.010％、Cr：0.30％～0.70％、Ni：0.10％～0.40％、Cu：0.25％～0.50％、Al：0.020％～0.050％、Nb：0.010％～0.040％、Ti：0.010％～0.030％，其余为Fe和不可避免的杂质元素。同时采用传统板带热连轧工艺，具体包括铁水深脱硫至S≤0.0050％、转炉顶底复合吹炼、合金微调、LF炉精炼、板坯连铸、加热、2机架粗轧+7机架精轧、层流冷却、卷取的制备方法。本发明钢板的力学性能：ReL：450～500MPa，Rm：≥550MPa，A：25.0％～30.0％，‑60℃纵向夏比V型缺口冲击功＞300J,具有优良的强韧性匹配，具有优良的冷弯成形性能和焊接性能，良好的耐大气腐蚀性能，相对于Q345B钢耐腐蚀性能提高了1倍。

技术领域

本发明涉及耐候钢制造领域，具体涉及一种低温韧性优异的铁素体+珠光体组织高强度高韧性热轧耐候钢板及其制备方法

背景技术

耐候钢是指通过添加少量Cu、P、Cr、Ni、Mo、Re等合金元素，使其在大气中具有良好耐腐蚀性能的低合金钢。随着耐候钢向工程机械、桥梁、建筑、输电塔架等户外承载结构件的推广应用，复杂的使用工况环境要求耐候钢不但具有良好的耐大气腐蚀性能，更需要具有高强度和稳定的低温韧性，尤其是寒冷地区低温使用的工程机械和桥梁用钢，更是要求-40℃甚至-60℃的冲击性能，因此使用高强度、高韧性耐候钢以提高钢结构的安全性非常必要。

专利CN 101660099A公开了一种高强度低合金热轧铁素体贝氏体耐候钢及其生产方法。其化学成分为C：0.05～0.10％、Si：0.30～0.45％、Mn：1.00～1.50％、P：≤0.015％、S：≤0.010％、Cr：0.50～0.70％、Ni：0.20～0.30％、Cu：0.20～0.40％、Al：≤0.05％、Ti：0.01～0.025％、Nb：0.03～0.05％以及余量的铁和不可避免的杂质。钢水经过LF和RH精炼处理，采用550℃～590℃低温卷取得到针状铁素体+贝氏体组织，虽然屈服强度达到450MPa级别，但是延伸率较低22.5～25.0％，且采用LF、RH双连精炼工序延长生产周期、增加生产成本。

专利CN 101864538A公开了一种无镍耐候钢及其热轧板制备方法。采用C：0.05～0.10％、Si：0.35～0.50％、Mn：0.38～0.50％、P：0.07～0.11％、S：＜0.010％、Cr：0.45～0.60％、Cu：0.25～0.45％、B：0～50ppm的成分设计。屈服强度＞400MPa，-40℃纵向冲击只有32～36J。由于P含量较高，对钢板的低温冲击韧性和焊接性能不利。

专利CN 102021495公开了一种420MPa高韧性耐候桥梁钢及其热轧板卷的制备方法。化学成分为C：0.015～0.045％、Si：0.20～0.35％、Mn：1.20～1.50％、P：≤0.018％、S：≤0.0005％、Ti：0.010～0.020％、Nb：0.030～0.050％、Cr：0.25～0.50％、Ni：0.25～0.40％、Cu：0.25～0.40％、Al：0.015～0.040％、B：0.0002～0.0003％，余量为Fe及不可避免的杂质。同时采用450℃～600℃低温卷取，得到针状铁素体组织。由于C含量较低，添加了大量的Mn和微合金元素Nb提高强度，生产成本较高。

专利CN 101824581A公开了一种屈服强度450MPa级高强耐候钢板及其生产方法。在低 碳锰钢基础上采用单一Nb微合金化和控轧控冷工艺，该发明基于CSP短流程，适用于薄规格耐候钢的生产。

本发明针对上述问题基于传统热连轧生产线开发了适用于厚规格如10、12、16mm厚度的高强度高韧性热轧耐候钢板，屈服强度：450～500MPa，抗拉强度：≥550MPa，延伸率25.0％～30.0％，-60℃纵向冲击功＞300J(试样尺寸：10×10×55mm)，具有优良的强韧性匹配。