一种大厚度调质Q690E/F高强钢及其制造方法与流程

1.55%，p≤0.015%，s≤0.003%，al：0.015-0.035%，nb：0.020-0.035%，ni：0.4-0.5%，b：0.0008-0.0025%，ti：0.008-0.02%，cr：0.4-0.45%，mo：0.4-0.5%，cu：0.25-0.35%, n≤0.0030%，h≤0.00015%,余量为fe和不可避免的杂质，其中，cev≤0.60%。
10.进一步的，所述钢板耐大气腐蚀指数为i，且i≥6.68。
11.本发明还公开了一种大厚度调质q690e/f高强钢板的制造方法，其特征在于：包括冶炼步骤、连铸步骤、加热步骤、轧制及冷却步骤和热处理步骤，其中：1）冶炼：包铁水预处理
→
转炉冶炼
→
lf炉处理
→
rh真空处理；在钢水冶炼过程中，控制p、s、n、h的含量，其质量百分含量为： p≤0.015%，s≤0.003%，n≤0.0030%，h≤0.00015%，lf精炼时间40-50min ，rh真空处理时间为12-18min；2）连铸：控制过热度10-20℃，采用二冷电磁搅拌和凝固末端轻压下，328*2200mm规格铸坯浇铸过程中保持恒拉速，拉速范围为0.6m/min-0.8m/min，中心偏析c类≤1.0；3）加热：加热段温度采用高温1230-1270℃，均热段温度控制在1210-1250℃，铸坯在加热炉内的总加热时间为280-320min，保证铸坯温度均匀；4）轧制及冷却：采用再结晶区 未再结晶区两阶段控轧工艺，第一阶段开轧温度为≥1000℃，累积压下率40-50%且末三道次的单道次压下率15-20%。第二阶段终轧温度为780-820℃，累计压下率为35-45%，末道次采用快速抛钢，抛钢速度2.7-3.2m/s，使钢板快速进入控冷区，避免晶粒长大，采用acc控制冷却方式冷却，钢板终冷温度为600-640℃；5）热处理：淬火加热温度为890-910℃，升温速率为1.5min/mm，在炉时间为230-260min；回火温度为610-630℃，升温速率2.5min/mm，在炉时间310-360min。
12.进一步的：制备的钢板，屈服强度≥750mpa，抗拉强度≥800mpa，延伸率≥17%，-40℃横向冲击功≥150j，
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60℃横向冲击功≥120j；显微组织为回火索氏体，晶粒度在10级。
13.进一步的：所述钢板的探伤结果满足nb/t 47013-2015标准i级要求。
14.进一步的：所述的cev=c mn/6 （cr mo v）/5 （cu ni）/15， 所述的i=26.01（%cu） 3.88（%ni） 1.20（%cr） 1.49（%si） 17.28（%p）－7.29（%cu）（%ni）－9.10（% ni）（% p）－33.39（%cu）2。
15.本发明的优点在于：1、通过合理的成分体系设计，通过最优的控轧控冷及热处理工艺，所生产100-120mm厚度的q690e及q690 f钢板，各力学性能指标均达到国标gb/t 16270-2009标准要求，其实际生产钢板可达到屈服强度≥750mpa，抗拉强度≥800mpa，延伸率≥17%，-40℃横向冲击功≥150j ，-60℃横向冲击功≥120j；2、该发明所生产的100-120mmq690e/f钢板不仅具有良好的强度和韧性，同时兼具优异的耐大气腐蚀性能，耐大气腐蚀指数为i≥6.68；3、钢板内部组织优良，满足探伤标准nb/t 47013-2015标准i级要求；4、本发明所涉及钢板在工程机械、矿山开采、起重矿车、海洋平台等领域具有较好的应用前景。
附图说明
16.图1 实施例1所述的钢板典型微观组织。
具体实施方式
17.下面结合实施例进一步说明本发明的内容。
18.实施例1一种大厚度调质q690e/f级高强钢板厚度为100mm，钢板的化学成分组成及其质量百分含量为：c：0.11%，si：0.4%，mn：1.4%，p：0.009%，s：0.003%，al：0.015%，nb：0.035%，ni：0.5%，b：0.0008%，ti：0.008%，cr：0.4%，mo：0.5%，cu：0.25%, n：0.002%，h:0.0015%,余量为fe和不可避免的杂质，cev=0.57%。
19.钢板的生产步骤及工艺参数为：1、冶炼：lf精炼时间40min ，rh真空处理时间为15min；2、连铸：过热度10℃，铸坯厚度为328mm，拉速为0.7m/min，中心偏析c类：无；3、加热：加热段最高加热温度1230℃，均热段温度1220℃，铸坯在加热炉内的总加热时间280min；4、轧制及冷却：采用再结晶区 未再结晶区两阶段控轧工艺，第一阶段开轧温度为1050℃，累积压下率40%，末三道次的单道次压下率15%、18%、18%。第二阶段终轧温度为780℃，累计压下率为35%，末道次采用快速抛钢，抛钢速度3.2m/s，钢板终冷温度为640℃；5、热处理：淬火加热温度为890℃，升温速率为1.5min/mm，在炉时间为230min；回火温度为620℃，升温速率2.5min/mm，在炉时间310min。
20.本实施例所得钢板力学性能：屈服强度760mpa，抗拉强度800mpa，延伸率18%，-40℃横向冲击功均值168j ，-60℃横向冲击功均值128j；耐大气腐蚀指数为i=6.6；钢板显微组织为回火索氏体（如图1），晶粒度10级（实施例2-6钢板显微组织图与图1类似，故省略）；标准按照nb/t 47013-2015标准探伤i级合格。
21.实施例2一种大厚度调质q690e/f级高强钢板厚度为110mm，钢板的化学成分组成及其质量百分含量为：c：0.12%，si：0.38%，mn：1.45%，p：0.010%，s：0.002%，al：0.020%，nb：0.025%，ni：0.45%，b：0.0008%，ti：0.02%，cr：0.45%，mo：0.4%，cu：0.35%, n：0.001%，h:0.0014%,余量为fe和不可避免的杂质，cev=0.58。
22.钢板的生产步骤及工艺参数为：1、冶炼：lf精炼时间45min ，rh真空处理时间为12min；2、连铸：过热度12℃，铸坯厚度为328mm，拉速为0.7m/min，中心偏析c类：0.5；3、加热：加热段最高加热温度1240℃，均热段温度1210℃，铸坯在加热炉内的总加热时间300min；4、轧制及冷却：采用再结晶区 未再结晶区两阶段控轧工艺，第一阶段开轧温度为1000℃，累积压下率42%，末三道次的单道次压下率16%、18%、18%。第二阶段终轧温度为790℃，累计压下率为38%，末道次采用快速抛钢，抛钢速度2.8m/s，钢板终冷温度为620℃；5、热处理：淬火加热温度为900℃，升温速率为1.5min/mm，在炉时间为235min；回火温度为610℃，升温速率2.5min/mm，在炉时间320mi。
23.本实施例所得钢板力学性能：屈服强度770mpa，抗拉强度860mpa，延伸率17.5%，-40℃横向冲击功均值170j ，-60℃横向冲击功均值125j；耐大气腐蚀指数为i=6.8；标准按照nb/t 47013-2015标准探伤i级合格。
24.实施例3一种大厚度调质q690e/f级高强钢板厚度为120mm，钢板的化学成分组成及其质量百分含量为：c：0.13%，si：0.35%，mn：1.5%，p：0.008%，s：0.002%，al：0.025%，nb：0.028%，ni：0.42%，b：0.0025%，ti：0.01%，cr：0.42%，mo：0.42%，cu：0.28%, n：0.002%，h:0.0012%,余量为fe和不可避免的杂质，cev=0.59。
25.钢板的生产步骤及工艺参数为：1、冶炼：lf精炼时间48min ，rh真空处理时间为15min；2、连铸：过热度18℃，铸坯厚度为328mm，拉速为0.7m/min，中心偏析c类：1.0；3、加热：加热段最高加热温度1240℃，均热段温度1230℃，铸坯在加热炉内的总加热时间310min；4、轧制及冷却：采用再结晶区 未再结晶区两阶段控轧工艺，第一阶段开轧温度为1020℃，累积压下率48%，末三道次的单道次压下率18%、18%、19%。第二阶段终轧温度为790℃，累计压下率为42%，末道次采用快速抛钢，抛钢速度2.7m/s，钢板终冷温度为630℃；5、热处理：淬火加热温度为905℃，升温速率为1.5min/mm，在炉时间为250min；回火温度为620℃，升温速率2.5min/mm，在炉时间350min。
26.本实施例所得钢板力学性能：屈服强度780mpa，抗拉强度890mpa，延伸率21%，-40℃横向冲击功均值180j ，-60℃横向冲击功均值140j；耐大气腐蚀指数为i=6.6；标准按照nb/t 47013-2015标准探伤i级合格。
27.实施例4一种大厚度调质q690e/f级高强钢板厚度为120mm，钢板的化学成分组成及其质量百分含量为：c：0.14%，si：0.25%，mn：1.55%，p：0.012%，s：0.002%，al：0.035%，nb：0.02%，ni：0.4%，b：0.0015%，ti：0.009%，cr：0.4%，mo：0.41%，cu：0.3%, n：0.002%，h:0.0015%,余量为fe和不可避免的杂质，cev=0.60%。
28.钢板的生产步骤及工艺参数为：1、冶炼：lf精炼时间46min ，rh真空处理时间为18min；2、连铸：过热度17℃，铸坯厚度为328mm，拉速为0.7m/min，中心偏析c类：无；3、加热：加热段最高加热温度1260℃，均热段温度1250℃，铸坯在加热炉内的总加热时间310min；4、轧制及冷却：采用再结晶区 未再结晶区两阶段控轧工艺，第一阶段开轧温度为1080℃，累积压下率50%，末三道次的单道次压下率15%、18%、20%。第二阶段终轧温度为820℃，累计压下率为43%，末道次采用快速抛钢，抛钢速度2.8m/s，钢板终冷温度为640℃；5、热处理：淬火加热温度为900℃，升温速率为1.5min/mm，在炉时间为260min；回火温度为630℃，升温速率2.5min/mm，在炉时间360min。
29.本实施例所得钢板力学性能：屈服强度750mpa，抗拉强度815mpa，延伸率20%，-40℃横向冲击功均值150j ，-60℃横向冲击功均值120j；耐大气腐蚀指数为i=6.5；标准按照nb/t 47013-2015标准探伤i级合格。
30.实施例5一种大厚度调质q690e/f级高强钢板厚度为120mm，钢板的化学成分组成及其质量百分含量为：c：0.13%，si：0.3%，mn：1.52%，p：0.015%，s：0.002%，al：0.03%，nb：0.024%，ni：
0.41%，b：0.002%，ti：0.011%，cr：0.41%，mo：0.42%，cu：0.32%, n：0.003%，h:0.001%,余量为fe和不可避免的杂质，cev=0.59%。
31.钢板的生产步骤及工艺参数为：1、冶炼：lf精炼时间50min ，rh真空处理时间为15min；2、连铸：过热度20℃，铸坯厚度为328mm，拉速为0.7m/min，中心偏析c类：1.0；3、加热：加热段最高加热温度1270℃，均热段温度1240℃，铸坯在加热炉内的总加热时间320min；4、轧制及冷却：采用再结晶区 未再结晶区两阶段控轧工艺，第一阶段开轧温度为1080℃，累积压下率50%，末三道次的单道次压下率16%、18%、20%。第二阶段终轧温度为800℃，累计压下率为45%，末道次采用快速抛钢，抛钢速度2.8m/s，钢板终冷温度为600℃；5、热处理：淬火加热温度为910℃，升温速率为1.5min/mm，在炉时间为260min；回火温度为630℃，升温速率2.5min/mm，在炉时间360min。
32.本实施例所得钢板力学性能：屈服强度775mpa，抗拉强度863mpa，延伸率17%，-40℃横向冲击功均值195j ，-60℃横向冲击功均值166j；耐大气腐蚀指数为i≥6.7；标准按照nb/t 47013-2015标准探伤i级合格。
33.实施例6一种大厚度调质q690e/f级高强钢板厚度为120mm，钢板的化学成分组成及其质量百分含量为：c：0.12%，si：0.32%，mn：1.48%，p：0.011%，s：0.003%，al：0.028%，nb：0.026%，ni：0.42%，b：0.001%，ti：0.015%，cr：0.4%，mo：0.5%，cu：0.27%, n：0.002%，h:0.0009%,余量为fe和不可避免的杂质，cev=0.59%。
34.钢板的生产步骤及工艺参数为：1、冶炼：lf精炼时间48min ，rh真空处理时间为13min；2、连铸：过热度13℃，铸坯厚度为328mm，拉速为0.7m/min，中心偏析c类：0.5；3、加热：加热段最高加热温度1260℃，均热段温度1240℃，铸坯在加热炉内的总加热时间320min；4、轧制及冷却：采用再结晶区 未再结晶区两阶段控轧工艺，第一阶段开轧温度为1080℃，累积压下率46%，末三道次的单道次压下率16%、18%、18%。第二阶段终轧温度为810℃，累计压下率为40%，末道次采用快速抛钢，抛钢速度2.8m/s，钢板终冷温度为620℃；5、热处理：淬火加热温度为900℃，升温速率为1.5min/mm，在炉时间为255min；回火温度为620℃，升温速率2.5min/mm，在炉时间350min。
35.本实施例所得钢板力学性能：屈服强度790mpa，抗拉强度859mpa，延伸率21%，-40℃横向冲击功均值182j ，-60℃横向冲击功均值129j；耐大气腐蚀指数为i≥6.5；标准按照nb/t 47013-2015标准探伤i级合格。
36.综上，本发明所述的方案，具有如下优点：1、通过合理的成分体系设计，通过最优的控轧控冷及热处理工艺，所生产100-120mm厚度的q690e及q690 f钢板，各力学性能指标均达到国标gb/t 16270-2009标准要求，其实际生产钢板可达到屈服强度≥750mpa，抗拉强度≥800mpa，延伸率≥17%，-40℃横向冲击功≥150j ，-60℃横向冲击功≥120j；2、该发明所生产的100-120mmq690e/f钢板不仅具有良好的强度和韧性，同时兼具
优异的耐大气腐蚀性能，耐大气腐蚀指数为i≥6.68；3、钢板内部组织优良，满足探伤标准nb/t 47013-2015标准i级要求；4、本发明所涉及钢板在工程机械、矿山开采、起重矿车、海洋平台等领域具有较好的应用前景。