一种10-50mm厚免回火低屈强比高强度高韧性钢板的生产方法与流程

本发明涉及冶金板材生产，尤其涉及一种10-50mm厚免回火低屈强比高强度高韧性钢板的生产方法。

背景技术：

1、高强度高韧性钢板主要用于机械、矿山、煤炭运输等工程施工所需设备的制造，如挖掘机、推土机、装载机等各类起重设备及液压支架等。随着国家装备制造业产业振兴和技术进步的快速发展，工程机械建造数量不断增加、类型日益增多，设备大型化趋势明显，设备结构越来越复杂，工作条件越来越苛刻，要求钢材具有更高强度、更好的低温韧性以及优异的冷成型性。抗拉强度900mpa以上的工程机械高强钢一般碳含量(0.15％-0.20％)较高，且大多采用调质工艺(淬火+高温回火)生产，钢板的屈强比(0.95左右)较高致使冷成型过程加工难度大。急需开发一种保证抗拉强度不降低、屈强比低易于冷成型性、同时具有优异低温韧性的钢板，不但可以减轻钢板冷成型过程中的加工难度，而且可以满足具有复杂冷成型钢板的成型需求，具有良好的市场前景。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种10-50mm厚免回火低屈强比高强度高韧性钢板的生产方法，通过严格控制“淬火”温度、喷嘴压力以及淬火过程中钢板运行速度，使其“淬火态”组织为马氏体或贝氏体，从而无需进行回火处理即可达到要求的力学及工艺性能。本发明钢板具有钢质洁净度高，组织细小均匀，具有很高的抗拉强度(≥930mpa)、低屈强比(≤0.85)、优异的低温冲击韧性(-40℃下横向冲击功≥150j)和冷弯性能，力学性能和工艺性能满足用户的技术要求。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、本发明一种10-50mm厚免回火低屈强比高强度高韧性钢板的生产方法，主要工艺参数如下：

4、第一步：冶炼—连铸生产工艺流程：kr脱硫—转炉—lf精炼—rh真空处理—板坯连铸—缓冷；供铸机钢水成分为c：≤0.10％，si：≤0.40％，mn：≤1.50％，p：≤0.010％，s≤0.003％，alt：0.020-0.050％，nb:≤0.050％，ti:≤0.030％，v：≤0.050％，cr:≤0.50％，mo：≤0.50％，ni：≤1.0％，cu≤0.5％，b≤0.0020％；

5、第二步：加热，板坯入炉；严格控制板坯在炉时间和出炉温度，在炉时间240-300min，均热时间30-60min，出炉温度1230±20℃；

6、第三步：轧制包括粗轧和精轧，板坯出加热炉后完成高压水除鳞，快速进入粗轧机，以尽可能少的道次完成展宽，所述粗轧采用“高温大压下”，控制粗轧终轧温度≥1050℃，同时应根据最终产品厚度的不同，控制合适的粗轧终轧厚度；所述精轧开轧温度≤950℃，避开混晶区，严格在未再结晶区轧制，为后续冷却过程相变做组织准备，所述精轧的终轧温度为830±20℃；

7、第四步：冷却采用层流冷却设备，冷却模式采用二级系统自学习计算结果，终冷温度为640±20℃-680±20℃；

8、第五步：免回火热处理，所述免回火热处理工艺为：“淬火”温度910±10℃，保温时间20min；高压段喷嘴压力≥7bar，低压段喷嘴压力≥3bar，钢板淬火运行速度控制在2-15m/min。

9、进一步的，具体包括：将铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱碳、脱磷得到钢水，转炉冶炼全程吹氩，废钢加入转炉，转炉出钢温度1644℃；然后将转炉冶炼后钢水进行lf炉外精炼，精炼就位温度≥1561℃，lf炉外精炼后钢水进行rh真空处理，保持真空时间≥10min；过热度为23℃，之后进行板坯清理、缓冷、及连铸坯质量检查；板坯加热温度为1230℃，加热时间为250min，将加热后的板坯进行高压水除磷；粗轧终轧温度1060℃，随后进行待温，待温厚度为成品厚度的3倍；精轧开轧温度945℃，至少2道次相对压下率14％以上，精轧的终轧温度为820℃，成品厚度20.0mm；随后经层流冷却，钢板平均温度降低到670℃；完成热轧的钢板需进行“淬火”热处理，淬火温度910℃，保温20min，高压段喷嘴压力7bar，低压段喷嘴压力3bar，钢板淬火过程中运行速度12m/min；最后进行产品表面质量和力学性能检测。

10、进一步的，具体包括：将铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱碳、脱磷得到钢水，转炉冶炼全程吹氩，废钢加入转炉，转炉出钢温度1640℃；然后将转炉冶炼后钢水进行lf炉外精炼，精炼就位温度≥1562℃，lf炉外精炼后钢水进行rh真空处理，保持真空时间≥10min；过热度为25℃，之后进行板坯清理、缓冷、及连铸坯质量检查；板坯加热温度为1225℃，加热时间为260min，将加热后的板坯进行高压水除磷；粗轧终轧温度1070℃，随后进行待温，待温厚度为成品厚度的2.8倍；精轧开轧温度935℃，至少2道次相对压下率14％以上，精轧的终轧温度为825℃，成品厚度30.0mm；随后经层流冷却，钢板平均温度降低到660℃；完成热轧的钢板需进行“淬火”热处理，淬火温度910℃，保温20min，高压段喷嘴压力7.5bar，低压段喷嘴压力3.5bar，钢板淬火过程中运行速度8m/min；最后进行产品表面质量和力学性能检测。

11、进一步的，具体包括：将铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱碳、脱磷得到钢水，转炉冶炼全程吹氩，废钢加入转炉，转炉出钢温度1642℃；然后将转炉冶炼后钢水进行lf炉外精炼，精炼就位温度≥1565℃，lf炉外精炼后钢水进行rh真空处理，保持真空时间≥10min；过热度为26℃，之后进行板坯清理、缓冷、及连铸坯质量检查；板坯加热温度为1232℃，加热时间为270min，将加热后的板坯进行高压水除磷；粗轧终轧温度1075℃，随后进行待温，待温厚度为成品厚度的1.8倍；精轧开轧温度910℃，至少2道次相对压下率14％以上，精轧的终轧温度为840℃，成品厚度40.0mm；随后经层流冷却，钢板平均温度降低到640℃；完成热轧的钢板需进行“淬火”热处理，淬火温度910℃，保温20min，高压段喷嘴压力7.8bar，低压段喷嘴压力3.9bar，钢板淬火过程中运行速度5m/min；最后进行产品表面质量和力学性能检测。

12、进一步的，具体包括：将铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱碳、脱磷得到钢水，转炉冶炼全程吹氩，废钢加入转炉，转炉出钢温度1645℃；然后将转炉冶炼后钢水进行lf炉外精炼，精炼就位温度≥1568℃，lf炉外精炼后钢水进行rh真空处理，保持真空时间≥10min；过热度为22℃，之后进行板坯清理、缓冷、及连铸坯质量检查；板坯加热温度为1240℃，加热时间为280min，将加热后的板坯进行高压水除磷；粗轧终轧温度1080℃，随后进行待温，待温厚度为成品厚度的1.6倍；精轧开轧温度925℃，至少2道次相对压下率14％以上，精轧的终轧温度为825℃，成品厚度50.0mm；随后经层流冷却，钢板平均温度降低到620℃；完成热轧的钢板需进行“淬火”热处理，淬火温度910℃，保温20min，高压段喷嘴压力8.5bar，低压段喷嘴压力4.5bar，钢板淬火过程中运行速度2m/min；最后进行产品表面质量和力学性能检测。

13、与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

14、本发明通过严格控制“淬火”温度、喷嘴压力以及淬火过程中钢板运行速度，使其“淬火态”组织为马氏体或贝氏体，从而无需进行回火处理即可达到要求的力学及工艺性能。

15、本发明的有益效果是提供一种10-50mm厚免回火低屈强比高强度高韧性钢板及其生产方法，本发明钢板的显微组织为马氏体或贝氏体，具有钢质洁净度高，组织细小均匀，具有很高的抗拉强度、低屈强比(≤0.85)、优异的低温冲击韧性(-40℃下横向冲击功≥150j)和冷弯性能，力学性能和工艺性能满足用户的技术要求。同时，本发明制备方法简单，适合工业化生产，具有广阔的市场前景。