一种低成本Q460C厚规格钢板生产方法与流程

本发明涉及热轧技术领域，尤其涉及一种低成本q460c厚规格钢板生产方法。

背景技术：

q460c低合金高强度结构钢板以其较高的强度和良好的韧性，被广泛的应用在建筑、工程机械等领域，在宽厚板产线上常生产的q460c厚度规格从10mm到80mm，近年来厚规格的q460c使用量越来越大。厚规格的q460c由于钢板较厚，强度要求较高，在板坯厚度一定的情况下，压缩比较小，轧后钢板的冷却速度也较小，钢板强度、韧性不容易满足。为保证厚钢板的强度和韧性满足要求，一般采取钢板轧后再热处理或钢中加入一定量的nb、v等微合金来改善钢板性能。钢板轧后再热处理会增加钢板的工序制造成本，添加nb、v等合金会增加钢板的合金成本。最终导致产品的生产成本较高，能耗较高，对环境的不良影响也较大。

公开号cn104651716a的专利“一种低合金q460c钢板的生产方法”提供了一种q460c钢板的生产方法，该方法生产的30mm厚以下钢板的强度和韧性都满足要求。但该方法需要加入nb等微合金，这样会增加合金成本，同时该方法适用于生产30mm厚以下的钢板。

公开号cn106086647a的专利“一种低合金高强钢q460c及其生产方法”提供了一种q460c钢板的生产方法，该方法生产的钢板强度和韧性都满足要求。但该方法需要加入较多的nb等微合金，这样会增加合金成本，同时板坯表面容易产生裂纹，尤其是厚钢板表面裂纹不容控制。

公开号cn102719737a的专利“屈服强度460mpa级正火高强韧钢板及其制造方法”提供了一种屈服强度460mpa级钢板的生产方法。该方法生产强度满足要求，韧性也较好。但该方法需要加入v、ni等合金，轧后还要进行正火，制造成本较高。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种表面质量良好，生产工艺简单，合金成本低，强度和韧性匹配良好的q460c钢板生产方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种低成本q460c厚规格钢板生产方法，该q460c的化学成分按重量百分比包括：c：0.15～0.17％；si：0.35～0.45％；mn：0.9～1.0％；cr:0.45～0.55；ti:0.02～0.03％；p≤0.015％；s≤0.003％；ca：0.001～0.0025％；als：0.022～0.034％；其余为铁和不可避免杂质；

具体的生产方法包括：

1)为保证一定的压缩比和板坯质量，选用250mm厚的连铸坯；

2)钢水进行rh炉处理，在真空度不超过115pa下处理时间不低于17分钟；

3)连铸坯的厚度为250mm，连铸时采用电磁搅拌和轻压下，电磁搅拌频率为6.5hz，电流为315a，压下位置为7、8、9段，压下量为2.3mm、2.3mm、2.3mm；

4)加热工艺：采用250mm厚的连铸坯进行生产，板坯加热时采用步进式加热炉，连铸坯出炉温度1215-1240℃，加热时间220～330分钟；板坯在加热炉中加热时活动梁托起板坯的移动速度为1.25m/min；板坯在加热炉中均热段的时间不少于30分钟；

5)＞41mm～80mm厚钢板控轧控冷工艺：板坯加热好之后进行控制轧制，第一阶段开轧厚度为板坯厚度，第一阶段开轧温度1205～1230℃，第一阶段终轧温度≥1045℃，第一阶段高温延伸轧制时单道次压下率≥11.5％，第一阶段轧制速度为0.8～1.2m/s，咬入速度为0.65m/s；第一阶段轧制时设定扭矩为2150kn·m；第二阶段钢板的开轧厚度为1.9～3.2倍成品钢板厚度，第二阶段钢板开轧温度为855～865℃，第二阶段终轧温度为780～800℃；第二阶段轧制速度为1.7～2.5m/s，咬入速度为1.0m/s，第二阶段轧制时设定扭矩为2200kn·m，第二阶段末次压下率≥7％；钢板轧完后进行层流冷却，冷却速度为6～12℃/s，终冷温度为580～600℃。

进一步的，所述钢板厚度为41mm～80mm厚。

进一步的，该q460c的化学成分按重量百分比包括：c0.17％，si0.35％，mn1.0％，cr0.45％,p0.015％，s0.003％，als0.022％，ca0.001％,ti0.02％。

进一步的，该q460c的化学成分按重量百分比包括：c0.15％，si0.42％，mn0.95％，cr0.52％,p0.013％，s0.001％，als0.032％，ca0.0021％,ti0.025％。

进一步的，该q460c的化学成分按重量百分比包括：c0.16％，si0.45％，mn0.9％，cr0.55％,p0.012％，s0.002％，als0.034％，ca0.0025％,ti0.03％。

本钢种含有一定量的ti，因此加热时采用较高的出炉温度，这样微合金ti的碳氮化物能在加热时充分固溶进奥氏体中。在随后的轧制过程中和冷后相变过程中析出来，提高钢板的强度，同时高的出炉温度，使得板坯在轧制时容易获得较大的压下量，有利于消除板坯的内部质量缺陷。本钢种采用两阶段控制轧制，由于连铸坯在浇铸过程中不可避免的存在中心疏松、中心偏析、微裂纹等问题，因此在第一阶段轧制时采用低速、大压下的轧制策略。较大的单道次压下率能使轧制变形充分渗透至钢板中心，充分细化奥氏体晶粒并均匀奥氏体组织，同时轧制产生的高温焊合作用很大程度上消除了铸坯内部的疏松、微裂纹等缺陷，使钢板的致密度提高，材料综合性能改善；第一阶段轧制时，采用较低的轧制速度，较低的轧制速度使钢板每一道次轧完有较大的温降，由于钢板轧后再结晶后晶粒的大小主要取决于该道次轧完当时的温度，这样每轧制一道次就会对晶粒进行不同程度细化，最终达到充分细化奥氏体晶粒的目的。钢板的终轧温度主要基于两点考虑，一是能充分保证第二阶段的开轧温度满足要求，二是考虑现场批次轧制的要求，以提高轧制效率。

第一阶段轧制结束后，中间坯在辊道上摆动降温，降温至第二阶段开轧温度时开始轧制，第二阶段的轧制属于低温控轧，这一阶段轧制时，奥氏体晶粒被反复破碎或被压扁、再结晶细化，这样奥氏体晶粒最终在第一阶段轧制细化的基础上，再次被进一步细化，且由于第二阶段轧完后，终轧温度较低，奥氏体晶粒基本不再长大，最终得到细小的奥氏体晶粒。奥氏体晶粒越细小，其晶界面积越大，由奥氏体向铁素体转变时的形核位置就越多，形核率就越高，最终得到的铁素体晶粒就越细小，钢板的强度越高，冲击韧性越好。且轧后采用层流冷却，将钢板由终轧温度快速冷却至580～600，进一步降低了奥氏体向铁素体的转变温度，进一步细化了铁素体晶粒，从而提高了钢板的强度和韧性。第二阶段轧制时采用较低的轧制速度和咬入速度，主要是为了使每一道次轧完后都有较大的温降，最终达到目标终轧温度。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

1)本发明采用低成本成分设计，只采用廉价的si、mn、cr、ti等合金，通过合适的加热、控轧、控冷工艺就得到了综合性能良好的q460c厚规格钢板。

2)钢板的强度、塑性、韧性良好,组织为细小的铁素体+珠光体。钢板的屈服强度在482mpa～508mpa之间，抗拉强度在586～629mpa之间，延伸率在18.5％～25％之间，0℃冲击功在149j～187j之间。

附图说明

下面结合附图说明对本发明作进一步说明。

图1为本发明实施例1的钢板的金相组织图；

图2为本发明实施例2的钢板的金相组织图；

图3为本发明实施例3的钢板的金相组织图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

采用厚度为250mm连铸坯，钢水进行rh处理，处理时真空度在115pa以下的时间为17分钟，板坯连铸时电磁搅拌的频率为6.5hz，电流为315a，压下位置为7、8、9段，压下量为2.3mm、2.3mm、2.3mm。板坯加热时采用步进式加热炉，板坯出炉温度为1215℃，板坯总加热时间为330分钟，板坯在均热段的加热时间为30分钟。板坯的(重量百分比)化学成分为：c0.17％，si0.35％，mn1.0％，cr0.45％,p0.015％，s0.003％，als0.022％，ca0.001％,ti0.02％，余量为fe和不可避免的杂质。轧制成厚度为41mm的钢板，钢板轧后acc冷却时冷却速度为12℃/s，终冷温度为600℃。钢板的金相组织如图1所示。详细的加热及轧制工艺见表1，其力学性能见表2。

表1加热及轧制工艺

表2钢板力学性能

实施例2

采用厚度为250mm连铸坯，钢水进行rh处理，处理时真空度在115pa以下的时间为16分钟，板坯连铸时电磁搅拌的频率为6.5hz，电流为315a，压下位置为7、8、9段，压下量为2.3mm、2.3mm、2.3mm。板坯加热时采用步进式加热炉，板坯出炉温度为1240℃，板坯总加热时间为220分钟，板坯在均热段的加热时间为33分钟。板坯的(重量百分比)化学成分为：c0.16％，si0.45％，mn0.9％，cr0.55％,p0.012％，s0.002％，als0.034％，ca0.0025％,ti0.03％，余量为fe和不可避免的杂质。轧制成厚度为80mm的钢板，钢板轧后acc冷却时冷却速度为6℃/s，终冷温度为580℃。钢板的金相组织如图2所示。详细的加热及轧制工艺见表3，其力学性能见表4。

表3加热及轧制工艺

表4钢板力学性能

实施例3

采用厚度为250mm连铸坯，钢水进行rh处理，处理时真空度在115pa以下的时间为16分钟，板坯连铸时电磁搅拌的频率为6.5hz，电流为315a，压下位置为7、8、9段，压下量为2.3mm、2.3mm、2.3mm。板坯加热时采用步进式加热炉，板坯出炉温度为1234℃，板坯总加热时间为278分钟，板坯在均热段的加热时间为31分钟。板坯的(重量百分比)化学成分为：c0.15％，si0.42％，mn0.95％，cr0.52％,p0.013％，s0.001％，als0.032％，ca0.0021％,ti0.025％，余量为fe和不可避免的杂质。轧制成厚度为60mm的钢板，钢板轧后acc冷却时冷却速度为8℃/s，终冷温度为592℃。钢板的金相组织如图3所示。详细的加热及轧制工艺见表5，其力学性能见表6。

表5加热及轧制工艺

表6钢板力学性能

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。