一种高淬透性Q550D高强度中厚板及其加工方法与流程

一种高淬透性q550d高强度中厚板及其加工方法
技术领域
1.本发明属于中厚板材加工技术领域，具体涉及一种高淬透性q550d高强度中厚板及其加工方法。


背景技术：

2.目前q550d中厚板的厚度较厚，一般在20mm～40mm。而厚度低于20mm的q550d中厚板极易发生形变，同时其淬透性较差。
3.因此制备一种高淬透性以及低厚度的q550d中厚板并满足市场需求是目前研究的热点。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种高淬透性q550d高强度中厚板及其加工方法。
5.本发明是采用以下技术方案实现的：
6.一种高淬透性q550d高强度中厚板，包括以下质量百分数的成分：
7.c：0.10～0.15％，si：0.10～0.20％，mn：1.50～1.60％，cr：0.25～0.35％，al：0.020～0.035％，nb：0.025～0.040％，v：0.035～0.055％，ti：0.010～0.020％，mo：0.050～0.070％，b：0.001～0.0025％，n：50～70ppm，p≤0.010％，s≤0.005％，h≤2.0ppm，o≤30ppm，余量为fe及不可避免的杂质。
8.本发明所述高淬透性q550d高强度中厚板的加工方法，包括以下步骤：
9.(1)钢水冶炼
10.采用顶底复吹转炉冶炼，冶炼过程中吹炼枪位采取低-高-低模式，吹炼至吹炼终点，转炉底吹采用氩气模式，流量230m3/h，转炉冶炼结束时钢水中c含量为0.03-0.06wt％，出钢温度为1600-1660℃，终渣碱度控制在3.2-4.1范围之内；转炉出钢至1/3时加入铝块、硅铁、低碳锰铁、低铬脱氧合金化，出钢后，采取钢包底吹氩气工艺，对钢水进行搅动，保持钢液面微动状态；转炉炉后钢水中含氮量≤40ppm；
11.(2)精炼
12.对钢水进行rh真空精炼处理，具体方法是在钢水中加入化渣剂、石灰、发泡剂并采用电石/铝块脱氧，处理15分钟后加入硼、钼铁、铬铁，精炼过程中钢水中n含量为30-50ppm，h≤1.5ppm，o≤20ppm；
13.(3)板坯连铸
14.将精炼后的钢水进行浇铸，同时浇铸过程中保持恒拉速，采用外弧倒角结晶器，拉速范围0.85m-1.2m/min；动态重压下增加两相区及固相区压下量，固相区压下量为1.5-5mm；保证板坯中心偏析不大于1级，得到厚度为400mm的板坯；
15.(4)板坯分段加热
16.采用双蓄热步进式加热炉对所述板坯进行分段加热；其中，第一加热段温度为
950-1050℃，第二加热段温度为1030-1150℃，第三加热段温度为1250-1280℃，第四加热段温度为1200-1230℃，加热时间按照9-10min/cm控制，板坯在炉时间4h以上，均热时间50min以上，出炉温度为1100
±
20℃；
17.(5)轧制
18.去除分段加热后的板坯表面的氧化铁皮，然后再对板坯进行粗轧；
19.去除粗轧后的钢坯表面的氧化铁皮然后冷却后进行精轧，得到厚度为12-50mm的钢板；
20.其中本发明是采用多向喷嘴除鳞技术去除板坯表面氧化铁，具体是采用对向15
°
喷水除鳞，除鳞压力22mpa，可以有效避免除鳞不净的问题
21.(6)冷却
22.将精轧后的钢板进行快速冷却，冷却速度为40-60℃/s，以保证钢板生成上贝氏体组织；其中本发明是采用第四代ufc超快速冷却技术对轧制后的钢板进行冷却，冷却开始时钢板的温度为760-790℃之间，采用本发明快速冷却可以保证钢板生成贝氏体组织；
23.(7)在线回火
24.将冷却后的钢板进行矫直后采用在线缓冷工艺替代回火，其中缓冷开始温度为250～300℃，缓冷时间为12h，过程中由压平装置压在钢板上方重量20t，防止钢板应力释放过程中造成瓢曲。
25.优选的，步骤(5)所述粗轧的开轧温度在1080
±
20℃，粗轧终轧温度为800℃～950℃，总道次为6道次，其中前三道次压下率为15％～20％，后三道次压下率根据中间坯厚度和设备情况调整)。
26.优选的，步骤(5)所述精轧开轧温度为850～900℃，总道次为6道，前2道次压下率为12％～15％，(后四道次压下率根据中间坯厚度和设备情况调整)，终轧温度为790～810℃。
27.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
28.本发明的加工工艺能够降低q550d中厚板外弧裂纹发生率；
29.本发明在有效提高生产效率的同时，减小厚板表面至中心组织晶粒度差异；
30.本发明降低了生产成本和能耗。
具体实施方式
31.下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
32.实施例1
33.一种高淬透性q550d高强度中厚板，包括以下质量百分数的成分：
34.c：0.15％，si：0.20％，mn：1.50％，cr：0.25％，al：0.020％，nb：0.025％，v：0.035％，ti：0.010％，mo：0.050％，b：0.001％，n：60ppm，p≤0.010％，s≤0.005％，h≤2.0ppm，o≤30ppm，余量为fe及不可避免的杂质。
35.本发明所述高淬透性q550d高强度中厚板的加工方法，包括以下步骤：
36.(1)钢水冶炼
37.采用顶底复吹转炉冶炼，冶炼过程中吹炼枪位采取低-高-低模式，吹炼至吹炼终点，转炉底吹采用氩气模式，流量230m3/h，转炉冶炼结束时钢水中c含量为0.05wt％，出钢
温度为1650℃，终渣碱度控制在4.0；转炉出钢至1/3时加入铝块、硅铁、低碳锰铁、低铬脱氧合金化，出钢后，采取钢包底吹氩气工艺，对钢水进行搅动，保持钢液面微动状态；转炉炉后钢水中含氮量≤40ppm；
38.(2)精炼
39.对钢水进行rh真空精炼处理，具体方法是在钢水中加入化渣剂、石灰、发泡剂并采用电石/铝块脱氧，处理15分钟后加入硼、钼铁、铬铁，精炼过程中钢水中n含量为40ppm，h≤1.5ppm，o≤20ppm；
40.(3)板坯连铸
41.将精炼后的钢水进行浇铸，同时浇铸过程中保持恒拉速，采用外弧倒角结晶器，拉速范围1.0m/min；动态重压下增加两相区及固相区压下量，固相区压下量为2.8mm；保证板坯中心偏析不大于1级，得到厚度为400mm的板坯；
42.(4)板坯分段加热
43.采用双蓄热步进式加热炉对所述板坯进行分段加热；其中，第一加热段温度为1000℃，第二加热段温度为1100℃，第三加热段温度为1250℃，第四加热段温度为1200℃，加热时间按照10min/cm控制，板坯在炉时间4h以上，均热时间50min以上，出炉温度为1100
±
20℃；
44.(5)轧制
45.去除分段加热后的板坯表面的氧化铁皮，然后再对板坯进行粗轧；
46.去除粗轧后的钢坯表面的氧化铁皮然后冷却后进行精轧，得到厚度为35mm的钢板；
47.其中本发明是采用多向喷嘴除鳞技术去除板坯表面氧化铁，具体是采用对向15
°
喷水除鳞，除鳞压力22mpa，可以有效避免除鳞不净的问题。
48.(6)冷却
49.将精轧后的钢板进行快速冷却，冷却速度为50℃/s，以保证钢板生成上贝氏体组织；其中本发明是采用第四代ufc超快速冷却技术对轧制后的钢板进行冷却，冷却开始时钢板的温度为780℃，采用本发明快速冷却可以保证钢板生成贝氏体组织；
50.(7)在线回火
51.将冷却后的钢板进行矫直后采用在线缓冷工艺替代回火，其中缓冷开始温度为250℃，缓冷时间为12h，过程中由压平装置压在钢板上方重量20t，防止钢板应力释放过程中造成瓢曲。
52.其中，步骤(5)所述粗轧的开轧温度在1080
±
20℃，粗轧终轧温度为900℃，总道次为6道次，其中前三道次压下率为20％，后三道次压下率根据中间坯厚度和设备情况调整)。
53.其中，步骤(5)所述精轧开轧温度为850℃，总道次为6道，前2道次压下率为15％，(后四道次压下率根据中间坯厚度和设备情况调整)，终轧温度为790℃。
54.实施例2
55.一种高淬透性q550d高强度中厚板，包括以下质量百分数的成分：
56.c：0.15％，si：0.10％，mn：1.60％，cr：0.35％，al：0.035％，nb：0.040％，v：0.055％，ti：0.020％，mo：0.070％，b：0.002％，n：60ppm，p≤0.010％，s≤0.005％，h≤2.0ppm，o≤30ppm，余量为fe及不可避免的杂质。
57.本发明所述高淬透性q550d高强度中厚板的加工方法，包括以下步骤：
58.(1)钢水冶炼
59.采用顶底复吹转炉冶炼，冶炼过程中吹炼枪位采取低-高-低模式，吹炼至吹炼终点，转炉底吹采用氩气模式，流量230m3/h，转炉冶炼结束时钢水中c含量为0.06wt％，出钢温度为1660℃，终渣碱度控制在4.0；转炉出钢至1/3时加入铝块、硅铁、低碳锰铁、低铬脱氧合金化，出钢后，采取钢包底吹氩气工艺，对钢水进行搅动，保持钢液面微动状态；转炉炉后钢水中含氮量≤40ppm；
60.(2)精炼
61.对钢水进行rh真空精炼处理，具体方法是在钢水中加入化渣剂、石灰、发泡剂并采用电石/铝块脱氧，处理15分钟后加入硼、钼铁、铬铁，精炼过程中钢水中n含量为40ppm，h≤1.5ppm，o≤20ppm；
62.(3)板坯连铸
63.将精炼后的钢水进行浇铸，同时浇铸过程中保持恒拉速，采用外弧倒角结晶器，拉速范围1.2m/min；动态重压下增加两相区及固相区压下量，固相区压下量为5mm；保证板坯中心偏析不大于1级，得到厚度为400mm的板坯；
64.(4)板坯分段加热
65.采用双蓄热步进式加热炉对所述板坯进行分段加热；其中，第一加热段温度为1050℃，第二加热段温度为1150℃，第三加热段温度为1280℃，第四加热段温度为1200℃，加热时间按照10min/cm控制，板坯在炉时间4h以上，均热时间50min以上，出炉温度为1100
±
20℃；
66.(5)轧制
67.去除分段加热后的板坯表面的氧化铁皮，然后再对板坯进行粗轧；
68.去除粗轧后的钢坯表面的氧化铁皮然后冷却后进行精轧，得到厚度为50mm的钢板；
69.其中本发明是采用多向喷嘴除鳞技术去除板坯表面氧化铁，具体是采用对向15
°
喷水除鳞，除鳞压力22mpa，可以有效避免除鳞不净的问题
70.(6)冷却
71.将精轧后的钢板进行快速冷却，冷却速度为60℃/s，以保证钢板生成上贝氏体组织；其中本发明是采用第四代ufc超快速冷却技术对轧制后的钢板进行冷却，冷却开始时钢板的温度为790℃，采用本发明快速冷却可以保证钢板生成贝氏体组织；
72.(7)在线回火
73.将冷却后的钢板进行矫直后采用在线缓冷工艺替代回火，其中缓冷开始温度为300℃，缓冷时间为12h，过程中由压平装置压在钢板上方重量20t，防止钢板应力释放过程中造成瓢曲。
74.其中，步骤(5)所述粗轧的开轧温度在1080
±
20℃，粗轧终轧温度为800℃，总道次为6道次，其中前三道次压下率为15％，后三道次压下率根据中间坯厚度和设备情况调整)。
75.其中，步骤(5)所述精轧开轧温度为900℃，总道次为6道，前2道次压下率为12％，(后四道次压下率根据中间坯厚度和设备情况调整)，终轧温度为810℃。
76.需要说明的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例，显然本发明不仅仅
限于以上实施例，还可以有其他变形。本领域的技术人员从本发明公开内容直接导出或间接引申的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种高淬透性q550d高强度中厚板，其特征在于，包括以下质量百分数的成分：c：0.10～0.15％，si：0.10～0.20％，mn：1.50～1.60％，cr：0.25～0.35％，al：0.020～0.035％，nb：0.025～0.040％，v：0.035～0.055％，ti：0.010～0.020％，mo：0.050～0.070％，b：0.001～0.0025％，n：50～70ppm，p≤0.010％，s≤0.005％，h≤2.0ppm，o≤30ppm，余量为fe及不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述高淬透性q550d高强度中厚板的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)钢水冶炼采用顶底复吹转炉冶炼，冶炼过程中吹炼枪位采取低-高-低模式，吹炼至吹炼终点，转炉底吹采用氩气模式，流量230m3/h，转炉冶炼结束时钢水中c含量为0.03-0.06wt％，出钢温度为1600-1660℃，终渣碱度控制在3.2-4.1范围之内；转炉出钢至1/3时加入铝块、硅铁、低碳锰铁、低铬脱氧合金化，出钢后，采取钢包底吹氩气工艺，对钢水进行搅动，保持钢液面微动状态；转炉炉后钢水中含氮量≤40ppm；(2)精炼对钢水进行rh真空精炼处理，具体方法是在钢水中加入化渣剂、石灰、发泡剂并采用电石/铝块脱氧，处理15分钟后加入硼、钼铁、铬铁，精炼过程中钢水中n含量为30-50ppm，h≤1.5ppm，o≤20ppm；(3)板坯连铸将精炼后的钢水进行浇铸，同时浇铸过程中保持恒拉速，采用外弧倒角结晶器，拉速范围0.85m-1.2m/min；动态重压下增加两相区及固相区压下量，固相区压下量为1.5-5mm；保证板坯中心偏析不大于1级，得到厚度为400mm的板坯；(4)板坯分段加热采用双蓄热步进式加热炉对所述板坯进行分段加热；其中，第一加热段温度为950-1050℃，第二加热段温度为1030-1150℃，第三加热段温度为1250-1280℃，第四加热段温度为1200-1230℃，加热时间按照9-10min/cm控制，板坯在炉时间4h以上，均热时间50min以上，出炉温度为1100
±
20℃；(5)轧制去除分段加热后的板坯表面的氧化铁皮，然后再对板坯进行粗轧；去除粗轧后的钢坯表面的氧化铁皮然后冷却后进行精轧，得到厚度为12-50mm的钢板；(6)冷却将精轧后的钢板进行快速冷却，冷却速度为40-60℃/s，以保证钢板生成上贝氏体组织；(7)在线回火将冷却后的钢板进行矫直后进行在线缓冷处理，其中缓冷开始温度为250～300℃，缓冷时间为12h。3.根据权利要求2所述的加工方法，其特征在于，步骤(5)所述粗轧的开轧温度在1080
±
20℃，粗轧终轧温度为800℃～950℃，总道次为6道次，其中前三道次压下率为15％～20％。4.根据权利要求2所述的加工方法，其特征在于，步骤(5)所述精轧开轧温度为850～
900℃，总道次为6道，前2道次压下率为12％～15％，终轧温度为790～810℃。

技术总结
本发明公开了一种高淬透性Q550D高强度中厚板及其生产方法，涉及中厚板材加工技术领域。本发明通过调整Q550D中厚板中元素组成以及制备工艺，使得制备的中厚板具有非常高的强度以及淬透性，同时还降低了生产能耗。同时还降低了生产能耗。


技术研发人员：庞洪轩 郑磊 付中原 关秀格 陈科晓 陈建超 郭鹏飞 赵波涛 李羡 房彦琴
受保护的技术使用者：河北普阳新材料实业有限公司
技术研发日：2023.06.28
技术公布日：2023/9/19