[发明专利]500MPa级工程机械用钢材及其制备方法

说明书

本发明公开了500MPa级工程机械用钢材及其制备方法，其中，所述500MPa级工程机械用钢材在成分上利用碳、锰作为强化元素，可节约成本，同时，提高钢质纯净度，使钢中的氧、氮和氢含量，以及磷、硫含量足够低，可保证冷加工成形性能、冲击韧性、焊接性能和耐疲劳性能，其制备方法采用合理的加热温度、较高的终轧温度、中温卷取温度等措施，同时配合上述组分可保证制得的钢板板形优良，由上述钢板制备的ERW直缝焊管经热处理后可用于制造各类工程机械，解决了现有的工程机械用钢冷加工变形时塑性较差、焊接性能不良、工艺复杂以及价格昂贵的问题。

技术领域

本发明涉及钢材制备技术领域，特别提供了一种500MPa级工程机械用钢材及其制备方法。

背景技术

传统工程用机械通常由无缝钢管制成，而无缝管的制备过程如下：采用电炉冶炼—VOD精炼—连铸—高速棒线材生产线—冷拔—热处理—无缝管，厚度规格为1.5mm～12.0mm。上述工艺制备的工程机械用无缝钢管零件存在冷加工变形时塑性较差、焊接性能不良、工艺复杂以及价格昂贵的问题。

另外，现有技术通常还会在钢中加入铌、钒和钛等微合金元素，成本较高。

因此，亟需研究开发一种能满足工程机械用钢结构件专用钢材实际生产制造和性能要求的替代材料，以降低企业生产成本，提高其市场竞争力，同时，保证其力学性能，成为亟待解决的问题。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种500MPa级工程机械用钢材及其制备方法，以解决现有工程机械用钢材成本高、性能差的问题。

本发明一方面提供了500MPa级工程机械用钢材，按质量百分比，由如下成分组成：C：0.15～0.30wt％、Si：0.10～0.20wt％、Mn：1.20～1.60wt％、S：0.003～0.010wt％、P：0.003～0.015wt％、Al：0.015～0.055wt％、B：0.0008～0.0025wt％，N：0.0010～0.0050wt％，Ca：0.0010～0.0040wt％，其余为Fe和其他不可避免的杂质。

本发明另一方面提供了上述500MPa级工程机械用钢材的制备方法，包括如下步骤：

1)铁水预处理

对铁水进行预处理，保证入炉铁水中S的质量比≤0.003％，扒净渣后入转炉；

2)转炉冶炼

采用精料废钢与铁水进行冶炼；转炉拉碳一次命中、避免点吹；出钢采用高锰、硅铁，出钢前钢包氩气吹扫，控制出钢口、避免散流，钢包中Als的质量含量为0.010～0.035％；钢包中N≤30ppm；

3)LF精炼

LF处理过程保持微正压，增N量≤10ppm；LF采用活性石灰、萤石造还原渣，控制吹氩强度，避免钢液裸露；采用硅钙线钙处理，喂CaSi线400米～500米，使夹杂物充分球化，改善产品性能；

4)连铸

全程进行保护浇注，开浇前采用氩气吹扫中包，浇注过程做到无钢液裸露，严格控制水口吸N，控制增N≤4ppm；采用高碱度中包渣，以便钢中夹杂物的去除；浇钢过程保持恒拉速；连铸过热度控制目标不大于30℃；

5)加热炉加热

加热温度为1200～1250℃，保温时间为30～40分钟，出炉温度1200～1250℃；

6)热连轧轧制、卷取，得钢板

荒轧选择3+3模式控制；终轧温度：≥860℃；卷取温度：500～600℃，冷却模式采用前段快速冷却模式；

7)ERW制管

利用步骤6)得到的钢板进行ERW制管，得ERW直缝焊管；