[发明专利]超低碳贝氏体超重H型钢及其制造方法

说明书

本发明涉及一种超低碳贝氏体超重H型钢及其制造方法。其组成包含：C为0.01‑0.05wt％，Si为0.10‑0.50wt％，Mn为0.5‑2.0wt％，Cu为0.5‑1.5wt％，其余为少量合金元素、Fe及不可避免的杂质。经炼钢和精炼后，进行铸模或连铸；将铸坯在1150～1250℃条件下奥氏体化1.0～3.0小时；然后经开坯机及万能轧机及轧边机轧制为超重H型钢，后上冷床经空冷0.5小时以上。本发明具有成本低廉工艺简单，且获得的超重H型钢具有较高强韧性。

技术领域

本发明属于高强度超重型钢领域。尤其涉及一种高强度超低碳贝氏体超重H型钢及其制造方法。

背景技术

随着社会建设和发展，对结构用钢使用跨度和高度的要求越来越高，超大超重H型钢具有宽翼缘，厚腹板或厚翼缘，以及大比重等特性，满足了建设发展的需求。

国内目前具备生产能力的大型H型钢最大规格是H1000X300，翼缘厚度最大规格不超过50mm，最大米重约300kg/m。在2017年的国标GB/T11263-2017热轧H型钢和剖分T型钢中，新增超厚超重H型钢规格的最大米重可达1086kg/m，最大腹板厚度和翼缘厚度分别达75mm和125mm，而实际新国标仍远未覆盖国外超大超重H型钢的全部产品规格。

目前欧美和日本有少数生产线具备生产这类超厚超重H型钢的能力，而我国尚不具备生产能力，国产化工艺和装备技术的研发迫在眉睫。

超厚H型钢由于其厚度限制了冷却速度，通过传统的控轧空冷中高冷速的方式很难获得芯表一致的组织和性能。且表面过高的冷速可能产生马氏体组织导致结构钢在加工和使用过程中易产生裂纹等，增加了使用中的危险性。

高碳贝氏体钢往往需要通过长时间的回火工艺等温获得，且牺牲韧性获得高强度，而且焊接性能也无法保证。在结构用钢等应用中，由于需要钢材的焊接性能不能忽视，而低碳甚至超低碳贝氏体钢由于优良的焊接性能得到关注并研发应用。

超低碳贝氏体钢是在厚材中实现高强、高韧同时具备良好焊接性能的最具潜力钢种。轧制过程中主要通过控制中低温相转变过程，不要求大变形量轧制和超高冷却速度。而超厚H型钢变形量利用低碳贝氏体钢的这一性能优势，在日本生产应用的H型钢屈服强度已达590MPa甚至更高，我国尚无超大超厚H型钢的生产能力。

发明内容

本发明旨在客服上述问题，提供一种成本低廉，工艺简单、性能优良的高强韧性超低碳贝氏体超重H型钢及其制造方法。

为实现上述目的，本发明的高强韧性超低碳贝氏体超重H型钢，其组成包含：C为0.01-0.05wt％，Si为0.10-0.50wt％，Mn为0.5-2.0wt％，Cu为0.5-1.5wt％，其余为少量合金元素、Fe及不可避免的杂质。

为实现上述目的，本发明的高强韧性超低碳贝氏体超重H型钢的制造方法，所述的方法包括以下步骤：

1)将具有权利要求1组成的超低碳贝氏体钢的原料采用炼钢工艺进行冶炼、铸造，得铸坯；

2)将铸坯在1150～1250℃条件下奥氏体化1.0～3.0小时；

3)1100℃以上经3-7道次开坯轧制，而后1000℃以上经7-11道次万能轧机及轧边机轧制；然后经冷床冷却至300℃，冷却时间1小时以上。

进一步的，在冷床入口段设有保温罩。

进一步的，Si、P、S、Ni、Nb、B和Ti在铸坯中的含量之和小于2.00wt％。

为实现上述目的，本发明的上述高强韧性超低碳贝氏体钢及制造方法所制造的高强韧性超低碳贝氏体超重H型钢。

由于采用上述技术方案，本发明以价格低廉的合金元素为主，成本低廉；轧制+空冷(缓冷)的热轧与热处理制度，工艺简单。