一种高强屈比高强度结构钢的生产方法与流程

本发明属于炼钢及轧钢，涉及一种高强屈比高强度结构钢的生产方法。

背景技术：

1、高强度结构钢广泛应用于工程机械、煤矿机械、海洋工程等领域。强屈比是指材料最后断裂时与开始塑性变形时的应力之比，强屈比越高，材料的安全性和可靠性越高。高强屈比高强钢通过优化材料设计和生产工艺，实现高屈服强度和高强屈比的平衡，具有良好的韧性、延展性和安全性，适用于多种高要求的工程应用。

2、目前提高强屈比大多采用轧制后弛豫或亚温淬火的方法。cn202111081976公开了“一种高强屈比的细晶粒高强抗震钢筋制作方法”，该方法通过成分、冶炼、轧制、组织控制细晶强化的程度和采取其他强化方法，使抗拉强度的提高程度显著高于屈服强度，达到提高钢筋强屈比的目的，生产的500mpa抗震钢筋，产品性能：rel≥520mpa，rm≥700mpa，agt≥12％，强屈比≥1.35，金相组织为p和f，其中p占40％以上，晶粒度≥9级。cn201610945338公开了“一种耐腐蚀高强屈比抗震钢筋及其生产方法”，该方法通过cr、ni、mo、al等元素复合作用，调控组织中两相比，同时通过产生钝化膜提高其耐海水腐蚀性能。cn202011399295公开了“一种采用控制相变工艺生产低屈强比高强钢的方法”，该方法在精轧最后一道次前待温，温度待到钢的ar3以下20℃，进入两相区，再进行第二次精轧，第二次精轧安排一道，获得低屈强的高强度低合金钢。cn202010235198公开了“一种屈服强度690mpa级低屈强比高强钢板及其制造方法”，该方法通过两次淬火生产，第一次淬火温度高于ac3温度为900～940℃，钢板加热到温后保温30～60min，淬火至室温，第一次淬火后获得全马氏体组织；第二次淬火温度为760～840℃，处于ac1和ac3之间的两相区，保温30～60min，淬火后获得马氏体、贝氏体的复相组织。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种高强屈比高强度结构钢的生产方法，生产钢板厚度为10～50mm，各项性能指标满足标准要求，屈服强度≥550mpa，抗拉强度670～830mpa，延伸率≥19%，强屈比≥1.16，铁素体软相组织比例为5%～15%。

2、本发明的技术方案：

3、一种高强屈比高强度结构钢的生产方法，生产工艺路线为铁水预处理→转炉冶炼→lf炉外精炼→vd真空处理→连铸→加热→轧制→矫直→加速冷却→回火→精整→性能检验→探伤。钢的化学组成百分含量为c=0.08%～0.09%，si=0.05%～0.10%，mn=1.30%～1.45%，cr=0.40%～0.50%，nb=0.06%～0.07%，v=0.06%～0.07%，ti=0.010%～0.015%，als=0.020%～0.040%，b=0.0015%～0.0020%，酸溶b=0.0006%～0.0015%，n=0.0060%～0.0070%，余量为fe和必不可少的杂质；dib=67～95mm；关键工艺步骤包括：

4、（1）轧制工艺：板坯加热温度1220～1250℃，均热时间40～60min；采用控轧方式轧制，精轧开轧温度≤1050℃，终轧温度≥830℃，轧制速度4m/s。开冷温度760～810℃，高压段a区前1/3段水量50l/s/m2，后2/3段水量130l/s/m2，低压段b、c、d区水量500l/s/m2，辊速0.8～1.5m/s，返红温度450～500℃；

5、（2）热处理工艺：回火温度550～600℃，回火时间为2×(板厚+30）mm×min/mm，得到10～50mm厚高强度结构钢，钢的铁素体软相组织比例为5%～15%，钢板1/4厚度位置屈服强度≥550mpa，抗拉强度为670～830mpa，延伸率≥19%，强屈比比≥1.16。

6、发明原理：

7、本发明采用低si高nb成分提高未再结晶温度，在高温轧制阶段，借助于nb、v等合金元素的拖曳效用阻止再结晶，低温轧制阶段利用nb的析出物细化晶粒。此外，慢速轧制以及轧后的矫直过程为第二相的析出提供了有利条件，从而确保了析出强化效应的实现。在轧后冷却过程中，利用bn颗粒增加高温相变的形核点作用，在高温相变区发生部分铁素体相变，而后利用大冷却速度，促进贝氏体相变，进而实现了对组织中铁素体软相组织比例的精确控制。

8、本发明的有益效果：（1）精准控制ti、n、b含量，钢种淬透性稳定。（2）轧制、冷却工艺简单，易于现场操作实施。（3）铁素体软相组织比例为5%～15%，强屈比不低于1.16，材料使用安全性强。

技术特征：

1.一种高强屈比高强度结构钢的生产方法，生产工艺路线为铁水预处理→转炉冶炼→lf炉外精炼→vd真空处理→连铸→加热→轧制→矫直→加速冷却→回火→精整→性能检验→探伤，其特征在于：钢的化学组成百分含量为c=0.08%～0.09%，si=0.05%～0.10%，mn=1.30%～1.45%，cr=0.40%～0.50%，nb=0.06%～0.07%，v=0.06%～0.07%，ti=0.010%～0.015%，als=0.020%～0.040%，b=0.0015%～0.0020%，酸溶b=0.0006%～0.0015%，n=0.0060%～0.0070%，余量为fe和必不可少的杂质；dib=67～95mm；关键工艺步骤包括：

技术总结一种高强屈比高强度结构钢的生产方法，钢的化学组成百分含量为C=0.08%～0.09%，Si=0.05%～0.10%，Mn=1.30%～1.45%，Cr=0.40%～0.50%，Nb=0.06%～0.07%，V=0.06%～0.07%，Ti=0.010%～0.015%，Als=0.020%～0.04%，B=0.0015%～0.0020%，酸溶B=0.0006%～0.0015%，N=0.0060%～0.0070%，余量为Fe和必不可少的杂质；DIB=67～95mm。本发明通过控制钢的淬透性和轧后冷却速度来调控钢中软相与硬相组织的相对比例，利用第二相析出强化基体获得较高的强屈比；精准控制Ti、N、B含量，钢种淬透性稳定；轧制、冷却工艺简单，易于现场操作实施；铁素体软相组织比例为5%～15%，强屈比不低于1.16，材料使用安全性强。技术研发人员：张青学,高擎,杨建华,刘吉文,周文浩,巨银军,罗登,于青,邓彪,吴仲文,邓想涛,王麒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