專利名稱：一種高強度-50℃低溫用鋼板及其制備方法
技術領域：
本發明屬于低合金鋼領域，特別涉及一種高強度-50°c低溫用鋼板的生產工藝。
背景技術：
眾所周知，GB19189-2011《壓力容器用調質高強度鋼板》中明確規定，_50°C低溫用鋼板采用調質工藝生產，因此，鋼企以前均采用離線調質工藝，隨著軋制和冷卻裝備的升級和新一代控制軋制控制冷卻技術的發展，寶鋼、鞍鋼等企業采用在線淬火+回火工藝開發出具有優良力學性能和工藝性能的低溫用鋼板。如中國專利公開號CN102409251A公開了一種《610MPa級低焊接裂紋敏感性特厚鋼板及其制造方法》，采用DQ+ACC聯合冷卻工藝和回火處理生產出610MPa的特厚鋼板，不足之處是最低使用溫度為_20°C。又如中國專利公開號CN102286692A公開了一種《一種調質低溫用鋼及其制造方法》，采用在線直接淬火+回火工藝生產出抗拉強度> 61OMPa, _50°C橫向沖擊性能優良的低溫鋼板。
發明內容
針對以上存在的問題及不足，本發明的目的是提供一種抗拉強1、2、2、度大于600MPa，具有良好的塑性、優良的低溫沖擊韌性和焊接性能的低溫用鋼板的生產工藝。本發明的技術方案如下本發明的鋼板的化學成分按重量百分比為C :0. 06 O. 09%、S1:0. 20 O. 40%、Mn :1· 3 1. 5%、P :≤ O. 015%、S ≤ O. 005%、Nb:O. 02 O. 04%、N1:0· 30 O. 50%、Cr O. 10 O. 30%、Mo 0. 10 O. 30%,V 0. 03 O. 05%、T1:0. 01 O. 02%，余量為 Fe 和不可避
免的雜質。本發明的制備方法、主要工藝參數及原理分析如下1、冶煉和澆鑄將準備好的低磷(≤O. 015%)、低硫(≤O. 005%)、低氧(≤O. 0040%)、低氮(≤O. 0060%)優質廢鋼和計算配好的其他合金加入實驗室IOOkg真空冶煉爐，抽真空后啟動進行熔化冶煉，待熔化后澆鑄到矩形鋼模中，澆鑄成尺寸為250X 245X 260mm的矩形鋼坯。2、加熱和軋制用機械手將鋼坯裝入高溫電阻爐中。加熱溫度1210°C 1250 °C，總在爐時間> 270min，確保鋼坯溫度均勻，待鋼坯達到加熱要求時，用機械手將鋼坯送往Φ 750X 550mm實驗軋機。采用兩階段控制軋制工藝，即奧氏體再結晶區軋制和奧氏體未再結晶區軋制。在奧氏體再結晶區軋制時，開軋溫度為1200 1230°C，第I 2道次壓下量應大于10%，其次至少有I 2道次壓下率控制在20 40%，用以充分細化原始奧氏體晶粒；在奧氏體未再結晶區軋制時，開軋溫度彡950°C，累積壓下率大于60%，目的是為了保證其在未再結晶區有足夠的變形量，在變形的奧氏體內有更高密度的位錯累計，為鐵素體相變提供更有利的形核條件。較大的變形也有利于Nb的碳氮化合物的析出，由于變形誘導析出的作用，較大的道次變形率將有利于析出物的形成并且使其更加細小和彌散，同時，細小和彌散的析出物及其釘扎作用為鐵素體提供高密度的形核地點并且阻止其長大和粗化，這對于鋼的強度與韌性都起到有利的作用。將終軋溫度控制在未再結晶區的低溫段，同時該溫度區接近相變點Ar 3，即終軋溫度為810 840°C。3、冷卻控制軋制結束后，鋼板進入加速冷卻(Acc)裝置,按5 10°C /s的冷卻速度冷卻至600°C以下。由于鋼板在軋制 過程中積累了密度很高的位錯和極高的應變能，高密度的位錯將與Nb的析出物Nb(CN)粒子相互作用，在軋制完成至加速冷卻的空冷(馳豫)過程中，這種相互作用促使在奧氏體晶粒內部形成大量細小的多邊形位錯胞結構，Nb原子在位錯墻上的偏聚以及大量微細Nb(CN)在位錯胞壁上的析出，穩定了這種具有一定取向差的多邊形胞狀結構。同時，一個道次的較大變形具有誘導鐵素體相變的作用，在這種誘導作用下，Ar3點有所提高，即出現所謂“應變誘導相變”現象，最終得到貝氏體為主的金相組織。4、回火熱處理根據實驗結果確定鋼板的最佳回火溫度為610 650 V,保溫時間為20min+tX2. 5min/mm,其中t為鋼板厚度，單位為mm。本發明的有益效果為摒棄了傳統的離線調質工藝轉而采用TMCP+回火工藝，降低了工序成本，提高了生產效率。通過合理的化學成分設計，并采取上述工藝可以得到一種抗拉強度大于600MPa，具有良好的塑性、優良的低溫沖擊韌性和焊接性能的低溫用鋼板。
圖1為本發明實施例1鋼板的金相組織圖。
具體實施例方式以下用實施例對本發明作更詳細的描述。這些實施例僅僅是對本發明最佳實施方式的描述，并不對本發明的范圍有任何限制。實施例1按表1所示的化學成分冶煉，并澆鑄成鋼錠，將鋼錠加熱至1220°C，總在爐時間保溫300分鐘，在實驗軋機上進行第一階段軋制，即奧氏體再結晶區軋制，開軋溫度為1214°C，第I 2道次壓下量應大于10%，其次至少有I 2道次壓下率控制在20 40%，當軋件厚度為60_時，在輥道上待溫至900°C，隨后進行第二階段軋制，即奧氏體未再結晶區軋制。終軋溫度為835°C，成品鋼板厚度為20mm。軋制結束后，鋼板進入加速冷卻(ACC)裝置，以5°C /s的速度冷卻至590°C，出水后冷床冷卻。之后對鋼板進行回火熱處理，回火溫度630°C,保溫時間為20min+tX2. 5min/mm,其中t為鋼板厚度,單位為mm。最后即可得到所述鋼板。實施例2實施方式同實施例1，其中加熱溫度為1220°C，總在爐時間保溫320分鐘，第一階段軋制的開軋溫度為1216°C，中間坯厚度為96mm，第二階段軋制的開軋溫度為892°C，終軋溫度為831°C，成品鋼板厚度為38mm。軋制結束后，鋼板進入加速冷卻(ACC)裝置，以5°C /s的速度冷卻至589°C，出水后冷床冷卻。之后對鋼板進行回火熱處理，回火溫度630°C，保溫時間為20min+tX2. 5min/mm,其中t為鋼板厚度,單位為mm。最后即可得到所述鋼板。實施例3實施方式同實施例1，其中加熱溫度為1233°C，總在爐時間340分鐘；第一階段軋制的開軋溫度為1218°C，中間坯厚度為100mm;第二階段軋制的開軋溫度為892°C，終軋溫度為821°C，成品鋼板厚度為50mm;軋制結束后，鋼板進入加速冷卻(ACC)裝置，以5°C/s的速度冷卻至558°C，出水后冷床冷卻。之后對鋼板進行回火熱處理，回火溫度610°C，保溫時間為20min+tX2. 5min/mm,其中t為鋼板厚度,單位為mm。最后即可得到所述鋼板表I本發明實施例1 3的化學成分(wt%)
權利要求
1.一種高強度-50°C低溫用鋼板，其特征在于，所述鋼板的化學成分按重量百分比為 C 0. 06 O. 09%, Si 0. 20 O. 40%、Mn :1. 3 1. 5%、P :彡 O. 015%, S ·.( O. 005%、Nb:0. 02 O.04%,N1:0. 30 O. 50%,Cr :0. 10 O. 30%、Mo :0. 10 O. 30%,V :0. 03 O. 05%、T1:0. 01 O.02%，余量為Fe和不可避免的雜質。
2.一種如權利要求1所述的高強度_50°C低溫用鋼板的制備方法，其特征在于 按照權利要求1所述的的化學成分冶煉，并澆鑄成矩形鋼錠，將鋼錠制造成所述鋼板的方法如下1)、加熱和軋制U)、在加熱過程中，加熱溫度為1210°C 1250°C，總在爐時間彡270min,(b)、軋制軋制分為第一階段和第二階段軋制第一階段在奧氏體再結晶區軋制，軋制過程中，開軋溫度為1200 1230°C，第I 2道次壓下量應大于10%，其余至少有I 2道次壓下率控制在20 40% ；第二階段在奧氏體未再結晶區軋制，開軋溫度< 950°C，軋制過程中，累積壓下率大于 60%，終軋溫度為810 8400C ；2)、冷卻在冷卻過程中，鋼板進入加速冷卻裝置，以5 10°C /s的速度冷卻至600°C以下，3)、回火熱處理鋼板回火溫度控制在610 650°C，保溫時間為20min+tX2. 5min/mm,其中t為鋼板厚度，單位為mm。
全文摘要
本發明提供了一種高強度-50℃低溫用鋼板及其制備方法，所述鋼板的化學成分按重量百分比為C0.06～0.09%、Si0.20～0.40%、Mn1.3～1.5%、P≤0.015%、S≤0.005%、Nb:0.02～0.04%、Ni0.30～0.50%、Cr0.10～0.30%、Mo0.10～0.30%、V0.03～0.05%、Ti:0.01～0.02%，余量為Fe和不可避免的雜質。采用低碳微合金化設計，控制軋制控制冷卻(TMCP)+回火工藝(T)，最終獲得了以回火貝氏體為主的金相組織，從而獲得了強度、塑性、韌性和焊接性的良好匹配，同時降低了生產成本，提高了生產效率。該鋼板主要用于低溫球罐、儲罐，低溫壓力管道的制造。
文檔編號C21D8/02GK103045958SQ201210578819
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月27日 優先權日2012年12月27日
發明者楊雄, 史文義, 王海明, 康利明, 李海英, 劉莉, 張輝 申請人:內蒙古包鋼鋼聯股份有限公司