[发明专利]一种高强度Q630GJ钢板及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种高强度Q630GJ钢板及其生产方法。

背景技术

随着国内大型高层建筑的日益增多，钢架结构建筑的迅猛发展，利用高强度建筑用钢可大幅度降低钢用量，建筑用钢板正向高强度、高性能、大型化方向发展。高级别建筑用钢国内市场紧缺，供应紧张，进口钢价格普遍较高。在此经济情况下，市场对高建钢的需求不断增加，并且在强度上和韧性上都提出更高的要求。国外如日本新日铁JFE、神户制钢等公司已经开发出超高强度抗震建筑用钢板HT780。

我国现实行的建筑用钢国家标准《GB/T 19879-2005 建筑结构用钢板》中最高级别为Q460GJ。可见，我国现生产的高建钢远远不能满足市场的需求。目前，国家新的国标讨论稿已经添加Q490GJ、Q540GJ、Q580GJ及Q630GJ高强度建筑用钢牌号，可见开发和生产高强度建筑钢非常必要。

公开号为CN105132826A的中国专利公开了厚规格低屈强比高强度建筑用结构钢及其制备方法，其在成分上加入了多种微合金元素（V、Cr、Mo、Ti、Nb、Ni、Cu、B）来保证钢的强度和韧性，相对地增加了钢板的生产成本，这种高能耗的生产技术在减量化生产精品的钢铁市场中并不占优势，并且热处理工艺执行淬火+回火，工艺复杂，周期长，成本高。

公开号为CN105950849A的中国专利公开了一种低屈强比690MPa级高强钢板的生产工艺，该专利采用Cu-Ni-Mo-Cr微合金复合成分设计，开发出40-70mm厚度的690MPa级钢板。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高强度Q630GJ钢板及其生产方法；通过合理的成分设计及控轧控冷和热处理的生产工艺，得到均匀的回火铁素体+马氏体+贝氏体，保证了钢板具有良好综合力学性能和焊接性能，获得了低屈强比和高强度，生产成本低，市场竞争力强钢板。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种高强度Q630GJ钢板，所述钢板采用V-Ni-Nb-Ti微合金成分设计，所述微合金化学成分及质量百分含量为：V：0.04～0.045%，Ni：0.35～0.45%，Nb：0.02～0.03%，Ti：0.015～0.025%。

本发明所述钢板化学成分组成及质量百分含量为：C≤0.18%，Si≤0.60%，Mn≤1.70%，P≤0.020%，S≤0.010%，Alt：0.015-0.050%，V：0.04～0.045%，Ni：0.35～0.45%，Nb：0.02～0.03%，Ti：0.015～0.025%，余量为Fe和微量不可避免的杂质。

本发明所述钢板厚度≤80mm。

本发明所述钢板组织为回火铁素体+马氏体+贝氏体，屈强比≤0.83。

本发明还提供了一种高强度Q630GJ钢板的生产方法，所述生产方法包括轧制工序和热处理工序。

本发明所述轧制工序，采用Ⅱ型控轧工艺，I阶段保证纵轧到底，累计压下量为30～40%，晾钢厚度为H+70mm，所述H为成品钢板厚度，单位为mm。

本发明所述轧制工序，Ⅱ阶段开轧温度860～900℃，终轧温度780～820℃。

本发明所述轧制工序，轧后钢板入ACC快速冷却，返红温度500～550℃。

本发明所述热处理工序，进行回火处理，回火加热温度200～260℃，总加热时间1.5min/mm×H，所述H为成品钢板厚度，单位为mm。

本发明设计思路：

1、本发明采用V-Ni-Nb-Ti微合金元素复合强化，经过合理的控轧和热处理工艺，获得良好的强韧性匹配，同时又不降低钢板的焊接性能；其中V元素与O、N都有很大的亲和力，是强碳化物形成元素，利于钢的脱氧、脱气，使钢得到致密细晶组织，提高强度，其冲击性能都较无V钢高，另外碳化钒的高度分散阻止焊缝晶粒粗大，可改善钢的可焊接性；Ni元素起到提高塑性和低温韧性的作用；Ti元素是钢中强脱氧剂，它能使钢的内部组织致密，细化晶粒，提高钢的强度和韧性，并且与S作用，降低硫的热脆作用；Nb是强固溶强化元素，增加回火稳定性，提高强度和冲击韧性，并且Nb-Ti复合能防止产生晶间腐蚀。

2、本发明采用II型控轧工艺，通过非再结晶区的高开轧温度和低返红温度控制，细化晶粒，提高钢板强度。

3、本发明选取在200～260℃对钢板进行低温回火处理，稳定钢板内部组织，降低轧态组织的残余应力和脆性，使回火后得到回火马氏体，以获得良好的综合力学性能。