一种低合金高强度温轧钢及其制备方法

1.本发明设计海洋工程用钢技术领域，尤其是涉及一种低合金高强度温轧钢及其制备方法。


背景技术：

2.随着社会经济的快速发展，资源短缺问题已经日益显现，其中能源短缺更成为抑制工业发展的主要障碍，而海洋中有丰富的资源，因此，海洋资源的开采和利用在近年来倍受重视。但海底工作环境恶劣，要求海洋工程用钢具有优异的力学性能和耐腐蚀性能，目前所生产的海洋工程用钢在海水中的使用寿命难以达到预期要求，因此，研究综合性能更加优异的海洋工程用钢尤为重要。
3.对于海洋工程用钢的轧制主要是热轧和冷轧，但是热轧钢板的厚度不够均匀，尺寸把控不精确；冷轧过程中需一次和多次退火，工艺繁琐且无法满足服役性能。而温轧工艺可通过引起动态回复和再结晶来细化晶粒，并经形变产生大量位错，保温过程中析出大量细小的碳原子又对这些位错形成了较强钉扎作用，不但使得储存能增加，更为细化晶粒提供了条件。温轧后的钢板尺寸均匀，可以满足严苛的使用要求，对于深海资源的挖掘和开采具有宽广的应用前景。


技术实现要素：

4.鉴于上述问题，本发明提供了一种低合金高强度温轧钢及其制备方法，在加工过程中加入温轧工艺，避免了热轧尺寸不均匀的问题，降低了变形抗力，避免了冷轧在轧制过程中开裂的现象。
5.作为本发明的一个方面，提供了一种低合金高强度温轧钢，上述低合金高强度温轧钢的化学成分的重量百分比包括：c：0.38～0.43％，mn：0.75～1.00％，si：0.15～0.35％，cr：0.80～1.10％，mo：0.15～0.25％，ni：0.10～0.20％，p≤0.005％，s≤0.005％，v：0.01～0.05％，，其余为fe和不可避免的杂质。优选的，所述c：0.40％，mn：0.80％，si：0.28％，cr：0.95％，mo：0.22％，ni：0.13％，p≤0.005％，s≤0.005％，v：0.02％。
6.作为本发明的另一方面，还提供了一种低合金高强度温轧钢的制备方法，该方法包括以下步骤：
7.(1)按照一种低合金高强度温轧钢的化学成分及质量百分比配比，采用真空冶炼技术，浇铸成铸坯；
8.(2)将铸坯加热至1200℃，保温3h后，进行锻造，将钢锭拍成方锭后进行镦粗，之后回炉保温3h；将钢锭拔长，拔长在一个火次内完成，终锻温度不低于850℃，锻后缓冷至室温。
9.(3)将钢坯放入炉内，由室温加热至1200℃，保温3h，经过5～7道次热轧成厚度为4～6mm的钢板，初轧温度为1160℃，终轧温度不低于900℃，轧后空冷至室温；
10.(4)将步骤(3)中的热轧板表面氧化皮磨掉；在400℃～600℃进行温轧，轧后空冷
至室温；
11.(5)将步骤(4)中的温轧板在氮气保护下加热至600～650℃，保温1h，进行退火，制得低合金钢强度温轧钢板。
12.进一步地，所述步骤(4)的温轧过程中经60～80％的总压下率，轧成1～2mm的温轧板。
13.本发明与现有技术相比具有以下优点：
14.(1)本发明生产的抗拉强度超过1500mpa，屈服强度大于1200mpa的钢板，具有高强度，合金化成本低，制备工艺简单，避免了冷轧前需要长时间退火的问题，降低了生产成本，易于实现工业化生产；
15.(2)本发明通过对合金成分、加工过程中保温时间和轧制压下量和热处理工艺设计，促进了马氏体相变的发生，提高了材料的综合力学性能。
具体实施方式
16.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明作进一步的详细说明。
17.根据本发明的一个总体上的发明构思，提供了一种低合金高强度温轧钢及其制备方法。
18.根据本发明构思的一个方面，提供了一种低合金高强度温轧钢，上述低合金高强度温轧钢的化学成分的重量百分比包括：c：0.38～0.43％，mn：0.75～1.00％，si：0.15～0.35％，cr：0.80～1.10％，mo：0.15～0.25％，ni：0.10～0.20％，p≤0.005％，s＜0.005％，v：0.01～0.05％，，其余为fe和不可避免的杂质。优选的，所述c：0.40％，mn：0.80％，si：0.28％，cr：0.95％，mo：0.22％，ni：0.13％，p≤0.005％，s≤0.005％，v：0.02％。
19.根据本发明构思的另一方面，还提供了一种低合金高强度温轧钢的制备方法，该方法包括以下步骤：
20.(1)按照一种低合金高强度温轧钢的化学成分及质量百分比配比，采用真空冶炼技术，浇铸成铸坯；
21.(2)将铸坯加热至1200℃，保温3h后，进行锻造，将钢锭拍成方锭后进行镦粗，之后回炉保温3h；将钢锭拔长，拔长在一个火次内完成，终锻温度不低于850℃，锻后缓冷至室温。
22.(3)将钢坯放入炉内，由室温加热至1200℃，保温3h，经过5～7道次热轧成厚度为4～6mm的钢板，初轧温度为1160℃，终轧温度不低于900℃，轧后空冷至室温；
23.(4)将步骤(3)中的热轧板表面氧化皮磨掉；在400℃～600℃进行温轧，轧后空冷至室温；
24.(5)将步骤(4)中的温轧板在氮气保护下加热至600～650℃，保温1h，进行退火，制得低合金钢强度温轧钢板。
25.进一步地，所述步骤(4)的温轧过程中经60～80％的总压下率，轧成1～2mm的温轧板。
26.实施例1
27.在本发明的一个实施例中，提供了一种低合金高强度温轧钢及其制备方法，所述
钢的化学成分以重量百分比为：c：0.40％，mn：0.80％，si：0.28％，cr：0.95％，mo：0.22％，ni：0.13％，p≤0.005％，s≤0.005％，v：0.02％，其余为fe和不可避免的杂质。
28.上述低合金高强度温轧钢的制备方法，包括以下步骤：
29.(1)按照一种低合金高强度温轧钢的化学成分及质量百分比配比，采用真空冶炼技术，浇铸成铸坯；
30.(2)将铸坯加热至1200℃，保温3h后，进行锻造，将钢锭拍成方锭后进行镦粗，镦粗至高度h＝150mm，之后回炉保温3h，将钢锭拔长，拔长在一个火次内完成，拔长后横截面尺寸为80
×
80mm，终锻温度不低于850℃，锻后缓冷至室温；
31.(3)将钢坯放入炉内，由室温加热至1200℃，保温3h，经过6道次热轧成厚度为5mm的钢板，初轧温度为1160℃，终轧温度不低于900℃，轧后空冷至室温；
32.(4)将步骤(3)中的热轧板表面氧化皮磨掉；在500℃进行温轧，轧制速率为10m/min，将热轧板轧成2mm的温轧板，轧后空冷至室温；
33.(5)将步骤(4)中的温轧板在氮气保护下加热至650℃，保温1h，进行退火，制得低合金钢强度温轧钢板。
34.本发明所制备的低合金高强度温轧钢单向拉伸后，其抗拉强度为1523mpa，屈服强度为1205mpa，伸长率为5％。
35.实施例2
36.在本发明的一个实施例中，提供了一种低合金高强度温轧钢及其制备方法，所述钢的化学成分以重量百分比为：c：0.38％，mn：0.75％，si：0.2％，cr：0.9％，mo：0.18％，ni：0.15％，p≤0.005％，s≤0.005％，v：0.03％，其余为fe和不可避免的杂质。
37.(1)按照一种低合金高强度温轧钢的化学成分及质量百分比配比，采用真空冶炼技术，浇铸成铸坯；
38.(2)将铸坯加热至1200℃，保温3h后，进行锻造，将钢锭拍成方锭后进行镦粗，镦粗至高度h＝150mm，之后回炉保温3h，将钢锭拔长，拔长在一个火次内完成，拔长后横截面尺寸为60
×
60mm，终锻温度不低于850℃，锻后缓冷至室温；
39.(3)将钢坯放入炉内，由室温加热至1200℃，保温3h，经过6道次热轧成厚度为4mm的钢板，初轧温度为1160℃，终轧温度不低于900℃，轧后空冷至室温；
40.(4)将步骤(3)中的热轧板表面氧化皮磨掉；在600℃进行温轧，轧制速度为5m/min，将热轧板轧成1.5mm的温轧板，轧后空冷至室温；
41.(5)将步骤(4)中的温轧板在氮气保护下加热至600℃，保温1h，进行退火，制得低合金钢强度温轧钢板。
42.本发明所制备的低合金高强度温轧钢单向拉伸后，其抗拉强度为1685mpa，屈服强度为1527mpa，伸长率为4.3％。
43.实施例3
44.在本发明的一个实施例中，提供了一种低合金高强度温轧钢及其制备方法，所述钢的化学成分以重量百分比为：c：0.42％，mn：0.9％，si：0.3％，cr：1.0％，mo：0.18％，ni：0.15％，p≤0.005％，s≤0.005％，v：0.05％，其余为fe和不可避免的杂质。
45.(1)按照一种低合金高强度温轧钢的化学成分及质量百分比配比，采用真空冶炼技术，浇铸成铸坯；
46.(2)将铸坯加热至1200℃，保温3h后，进行锻造，将钢锭拍成方锭后进行镦粗，镦粗至高度h＝150mm，之后回炉保温3h，将钢锭拔长，拔长在一个火次内完成，拔长后横截面尺寸为60
×
60mm，终锻温度不低于850℃，锻后缓冷至室温；
47.(3)将钢坯放入炉内，由室温加热至1200℃，保温3h，经过6道次热轧成厚度为6mm的钢板，初轧温度为1160℃，终轧温度不低于900℃，轧后空冷至室温；
48.(4)将步骤(3)中的热轧板表面氧化皮磨掉；在600℃进行温轧，轧制速度为10m/min，将温轧板轧成2mm的温轧板，轧后空冷至室温；
49.(5)将步骤(4)中的温轧板在氮气保护下加热至650℃，保温1h，进行退火，制得低合金钢强度温轧钢板。
50.本发明所制备的低合金高强度温轧钢单向拉伸后，其抗拉强度为1719mpa，屈服强度为1673mpa，伸长率为3.1％。
51.实施例屈服强度/mpa抗拉强度/mpa总延伸率/％11523120552168515274.33171916733.1
52.以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。