[发明专利]一种低成本Q550D高强钢板及其生产方法

说明书

本发明公开了一种低成本Q550D高强钢及其生产方法：C：0.03‑0.07%，Si：0.20‑0.40%，Mn：1.55‑1.70%，P：≤0.015%，S：≤0.003%，Alt：0.02‑0.06%，Nb：0.03‑0.05%，Ti：0.010‑0.025%，V：0.025‑0.040%，Cr：0.35‑0.50%，Mo：0.10‑0.20%，B：0.0010‑0.0020%，Ni：≤0.30%，Cu：≤0.30%，余量为Fe和不可避免杂质元素；生产方法主要包括转炉冶炼、LF炉精炼、连铸、轧制、水冷及回火处理，通过控轧和较低的终冷温度，配合适当温度的回火工艺生产出强度、韧性良好的50‑80mm厚规格Q550D高强钢，通过添加Cr、Mo、V微合金元素以及较低的终冷温度来保证强度性能，配合适当温度的回火热处理，提高材料的冲击韧性。该方法生产的50‑80mm厚规格Q550D高强钢工艺简单，成本低，性能优良。

技术领域

本发明涉及中厚钢板技术领域，具体涉及一种低成本Q550D高强钢板及其生产方法。

背景技术

Q550D是GB/T1591及GB/T16270中的屈服强度不低于550MPa，要求-20℃冲击韧性的低合金高强度结构钢，广泛应用于各类工程机械、煤矿机械及钢结构中。对于厚度低于50mm的薄规格钢板，采用低碳当量设计，以TMCP（或加回火）工艺生产，易于达到标准要求。但对于50mm以上厚规格钢板，如采用TMCP工艺生产，由于控制轧制细化效果不及薄规格钢板以及轧后冷却速度不易达到控制，韧性会很不稳定。所以厚规格的Q550D基本是采取C≥0.12%的成分设计，配合调质工艺生产，导致成本偏高，工序复杂，且不利于焊接性能的改善。

发明内容

本发明的目的是致力于在低碳含量的前提下，通过TMCP+回火方法生产50-80mm厚的低成本Q550D高强钢板及其生产方法。在保障钢板强韧性的同时使材料具有良好的焊接性指标，相比以调质方法生产的工艺，具有更低的生产成本。

为达到上述目的，本发明的钢板化学成分控制范围按重量百分比计，为：C：0.03-0.07%，Si：0.20-0.40%，Mn：1.55-1.70%，P：≤0.015%，S：≤0.003%，Alt：0.02-0.06%，Nb：0.03-0.05%，Ti：0.010-0.025%，V：0.025-0.040%，Cr：0.35-0.50%，Mo：0.10-0.20%，B：0.0010-0.0020%，Ni：≤0.30%，Cu：≤0.30%，PCm= C+(Mn+ Cr+Cu)/20+Si/30+Mo/15+V/10+Ni/60+5B：0.16~0.22%，余量为Fe和不可避免杂质元素，采用以上成分坯料生产50-80mm厚度钢板，包括以下步骤：

（1）坯料厚度为300~350mm或以上；

（2）加热：均热温度1180-1250℃，控制均热时间0.15~0.20min/mm；

（3）通过高压水除鳞箱除鳞后采用两阶段轧制法进行轧制，第一阶段在980℃以上轧制开坯，控制各道次绝对压下量≥25mm且末两道次单道次相对压下率≥17%，中间坯厚度t0不低于2倍成品厚度；

（4）第二阶段在不高于Tnr-0.45×t0（mm）℃的温度下进行轧制，单道次压缩变形比按10~20%控制，其中Tnr=887+464×C+890×Ti+363×Al-357×Si+6445×Nb-644×Nb^1/2+(732×V-230×V^1/2；

（5）轧后20~60S后开始入水冷却，并控制入水温度≥780℃，冷却速度≥10℃/s，返红温度300-450℃；

（6）钢板水冷后堆垛缓冷，至室温后进入热处理炉中进行回火热处理，回火保温温度范围控制在470~510℃，回火保温时间为（2.5-3.5）min×成品钢板厚度（mm）。

本发明主要合金元素作用和范围说明如下：