一种Q460GJ厚钢板的生产方法与流程

本发明属于低合金高强钢生产，涉及一种q460gj厚钢板的生产方法。

背景技术：

1、由于强度高、韧性好、工期短且绿色环保等优点，建筑结构用钢在建筑行业中被广泛应用。但是随着建筑结构用钢使用范围的进一步扩大，使用环境的变化以及更严苛的安全服役要求等，对建筑结构用钢的性能有了更高的要求。高强度是建筑结构用钢的发展方向，也是其安全性能的重要保障。为减轻地震带来的灾害，不仅要保证建筑结构用钢的高强度和高韧性，还需要提升建筑结构用钢的抗震性能。钢的抗震性能是指钢材具有吸收高塑性能量的能力。对于建筑结构用钢板，屈强比的大小可以有效反映钢板的抗震性能。

2、由于建筑结构用钢在施工过程中需要进行大量的焊接，故对建筑结构用钢的焊接性能有较高的要求。控制钢的焊接性能，主要通过调控钢中的化学成分以控制钢的碳当量（cev）和焊接裂纹敏感系数（pcm）来完成。一般认为，钢的碳当量小于0.4％时，钢的焊接性能优异，而碳当量大于0.6％时，钢的可焊性较差。另外，随着建筑高层化、大型化的发展趋势，对建筑结构用钢板的厚度要求不断突破。中国国家标准《建筑结构用钢》2015新版就将q460gj的最大厚度从100mm提高到150mm。然而，对高强度q460gj厚钢板，为得到较低的碳当量和焊接裂纹敏感系数，添加的碳含量和合金元素必须限制，而为保证厚钢板的高强度，通常需要采用调质工艺生产，但是调质钢往往具有较高的屈强比，可见高强度、低屈强比和可焊性三者间存在矛盾。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的上述问题，本发明旨在提出一种具有高强度、低屈强比以及良好焊接性的q460gj厚钢板的生产方法。生产的钢板屈服强度≥460mpa、抗拉强度≥570mpa、断后伸长率≥18%、屈强比≤0.83，0℃冲击吸收功≥47j

2、本发明的技术方案：

3、一种q460gj厚钢板的生产方法，钢板厚度为80~150mm，钢的重量百分组成为c=0.18%~0.20%、si≤0.10%、mn=1.20%~1.50%、p≤0.008%、s≤0.005%、al=0.008%~0.015%、cu=0.30%~0.50%、ni=0.30%~0.50%、mo=0.08%~0.10%、ti=0.015%~0.020%、v=0.04%~0.08%、mg=0.0010%~0.0025%、b=0.0012%~0.0025%、n≤0.0040%，余量为fe和不可避免的杂质元素，其中碳当量cev=c+mn/6+(cr+mo+v)/5+(ni+cu)/15≤0.54%；钢板屈服强度≥460mpa、抗拉强度≥570mpa、断后伸长率≥18%、屈强比≤0.83，0℃冲击吸收功≥47j；关键工艺步骤包括：

4、1）冶炼：铁水经预处理脱s后，采用转炉冶炼，出钢过程加入铝铁、金属锰、镍板、铜板、钼铁进行脱氧合金化，出钢后控制钢水中氧含量为o=50~100ppm，然后钢包底吹氩搅拌5min以上再精炼；

5、2）精炼：lf造碱性渣脱s后，加入铝粒扩散脱氧，使钢水中氧含量控制在o=30~50ppm间，此时喂入含mg合金包芯线，之后静置3min再喂入al线调控成分，再进行ca处理；lf出站前加入b铁；lf精炼后采用rh进行真空处理；

6、3）连铸：采用全程保护浇注，控制过热度为12~18℃，二冷区使用轻压下但不使用电磁搅拌；取连铸坯横截面进行低倍评定，要求中心偏析≤c类1.5，中心疏松≤c类1.0，无缩孔，无内裂纹；

7、4）控轧控冷：控制加热温度为1220~1250℃；设定压缩比≥3.0；控制轧制温度高于1050℃以上时至少有一道次压下率≥20%，控制轧制温度低于820℃以下时轧制累计压下率≥50%；轧后以1~3℃/s的冷速水冷至720~680℃，然后空冷至室温；

8、5）正火：正火温度为880±10℃，保温时间为(0.4~0.5)min/mm× t，其中 t为钢板厚度；

9、6）回火：控制回火温度为600~650℃，保温时间为(0.8~1.0)min/mm× t。

10、本发明在成分设计上，采用c、mn提高基体强度，加入mo、v、cu使其弥散析出，起沉淀强化作用；采用低p、低si提高韧性，加入ni可以韧化 α-fe基体，同时加入b并随之加入ti固n以使b固溶并向晶界偏聚，可抑制晶界铁素体的生成，从而防止对韧性极为不利的上贝氏体和魏氏体出现；加入mg并控制al含量，使生成细小的mgo，mgo颗粒可促进晶内针状铁素体的产生而细化晶粒，从而提高钢的强韧性。在工艺设计上，控制mg加入时钢水的氧化性使生成足够数量且细小的mgo；同时控制al、mg、ca、b等的加入时机以控制氧化物和氮化物的形态和尺寸等；连铸采用适中过热度，过热度太高，中心偏析和中心疏松严重，过热度太低，枝晶偏析及带状组织严重；调配控轧控冷工艺的压下程度，一方面使钢板心部可获得一定变形而压合疏松，另一方面使钢板热处理前获得细小组织；本发明采用正火+回火热处理，在减轻带状组织的同时使基体组织细小均匀、使析出物弥散细小分布，从而获得良好的综合力学性能。

11、本发明的有益效果为：（1）本发明控制碳当量cev≤0.54%，并采用低p、低si，以及添加较高ni、cu等合金，钢板可焊性和焊接性良好，同时钢板加入b、v、mg等微量合金，使其具有高强韧和低屈强比：屈服强度≥460mpa、抗拉强度≥570mpa、断后伸长率≥18%、屈强比≤0.83，0℃冲击吸收功≥47j；（2）本发明采用正火+回火交货，钢板组织及性能均匀性高，即使对150mm厚度钢板，表面、1/4厚度处及1/2厚度处的强度差异都在30mpa内；（3）本发明钢板可实现30~50kj/cm的高热输入量进行焊接，焊接性能良好，显著提高了焊接效率；（4）本发明采用的生产方法在现有装备条件下容易实现，可批量生产。

技术特征：

1.一种q460gj厚钢板的生产方法，钢板厚度为80~150mm，其特征在于：钢的重量百分组成为c=0.18%~0.20%、si≤0.10%、mn=1.20%~1.50%、p≤0.008%、s≤0.005%、al=0.008%~0.015%、cu=0.30%~0.50%、ni=0.30%~0.50%、mo=0.08%~0.10%、ti=0.015%~0.020%、v=0.04%~0.08%、mg=0.0010%~0.0025%、b=0.0012%~0.0025%、n≤0.0040%，余量为fe和不可避免的杂质元素，碳当量cev=c+mn/6+(cr+mo+v)/5+(ni+cu)/15≤0.54%；钢的屈服强度≥460mpa、抗拉强度≥570mpa、断后伸长率≥18%、屈强比≤0.83，0℃冲击吸收功≥47j；关键工艺步骤包括：

技术总结
一种Q460GJ厚钢板的生产方法，钢板厚度为80~150mm，钢的化学组成重量百分比为C=0.18%~0.20%、Si≤0.10%、Mn=1.20%~1.50%、P≤0.008%、S≤0.005%、Al=0.008%~0.015%、Cu=0.30%~0.50%、Ni=0.30%~0.50%、Mo=0.08%~0.10%、Ti=0.015%~0.020%、V=0.04%~0.08%、Mg=0.0010%~0.0025%、B=0.0012%~0.0025%、N≤0.0040%，余量为Fe和不可避免的杂质元素，碳当量CEV≤0.54%。工艺步骤包括冶炼、精炼、连铸、控轧控冷、正火和回火。采用本发明生产的钢板具有高强韧、低屈强比以及良好的焊接性：屈服强度≥460MPa、抗拉强度≥570MPa、断后伸长率≥18%、屈强比≤0.83，0℃冲击吸收功≥47J。同时钢板厚度方向上的组织性能均匀性高。

技术研发人员：史术华,刘吉文,高擎,罗登,巨银军,周文浩,彭宁琦,王振,周光杰,脱臣德,冯赞,高海亮,康嘉芸
受保护的技术使用者：湖南华菱湘潭钢铁有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/29