一种TMCP态低碳贝氏体钢及其生产方法专利检索-贝氏体钢铁加工专利检索查询-专利查询网

积极推动地理标志专门立法

2022-03-10 地理标志，立法，知识产权
保护知识产权是对创新最大的激励

2022-03-10 保护知识产权，创新，激励
谢商华：加快制定知识产权基本法

2022-03-10 知识产权基本法
擦亮“双奥之城”品牌

2022-03-10 双奥，知识产权
让冰雪运动“热”力全开

2022-03-10 冰雪运动，知识产权
携手共奋进　走好强国路

2022-03-10 强国，知识产权
坚持创新引领　方能稳中求进

2022-03-10 创新，稳中求进，知识产权
答好“两张卷” 奋进新征程

2022-03-10 知识产权
专家解读政府工作报告中的创新和知识产权相关部署

2022-03-10 政府工作报告，创新，知识产权
今年政府工作报告指出：加强知识产权保护和运用

2022-03-10 政府工作报告，知识产权保护

一种TMCP态低碳贝氏体钢及其生产方法

阅读：1062发布：2020-06-20

IPRDB可以提供一种TMCP态低碳贝氏体钢及其生产方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种TMCP态低碳贝氏体钢及其生产方法，属于钢铁材料技术领域。该生产方法主要为控制钢水冶炼、板坯浇铸、板坯加热及钢板轧制等步骤中的工艺参数。优点在于：通过设计合理的成分体系及优化控轧控冷(TMCP)工艺，无需后续热处理，制备的高冲击韧性、高Z向性能厚规格钢板，综合力学性能优良，在工程结构用钢领域具有较好的应用前景。，下面是一种TMCP态低碳贝氏体钢及其生产方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种TMCP态低碳贝氏体钢，其特征在于，化学成分按重量百分比为，C：0.035％～

0.050％；Si：0.25％～0.35％；Mn：1.50％～1.65％；Mo：0.08％～0.18％；Ni：0.30％～

0.50％；Nb：0.01％～0.02％；Ti：0.010％～0.020％；Alt：0.020％～0.040％；P：≤

0.010％；S：≤0.005％；焊接裂纹敏感性指Pcm＝C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Cr/20+Ni/60+Mo/

15+V/10+5B：0.13～0.16；碳当量Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni/+Cu)/15：0.32％～

0.39％；其余为Fe及不可避免杂质；

制备该贝氏体钢的具体步骤及参数如下：

1)钢水冶炼：铁水脱硫扒渣→转炉冶炼→LF炉精炼→RH真空处理；冶炼过程中的真空处理时间设置为15min～20min，深真空处理时间为12min～15min；

2)板坯浇铸：浇铸过程中采用恒拉速工艺，拉速为0.50m/min～0.70m/min，保证板坯中心偏析C类≤1.0；

3)板坯加热：采用步进梁式加热炉将板坯分段加热至设定均热温度1160℃～1220℃，其中，第一加热段温度控制范围为950℃～1050℃，第二加热段温度控制范围为1050℃～

1150℃，第三加热段温度控制范围为1150℃～1180℃，第四加热段温度控制范围为1180℃～1210℃，板坯在炉时间360min～450min；

4)钢板轧制：采用两阶段控轧控冷工艺，第一阶段轧制的结束温度为980℃～1050℃，第一阶段轧制总压下量为55％～70％，第一阶段轧制结束前2轧制道次的压下率15％～

20％，待温厚度为1.4～1.8倍钢板成品厚度；第二阶段轧制的开始温度为840℃～860℃，结束温度为800℃～820℃；钢板轧制后进入层流冷却装置冷却，冷却阶段设置钢板开冷温度为770℃～790℃，终冷温度为400℃～480℃，冷速为8℃/s～15℃/s。

2.一种权利要求1所述的贝氏体钢的生产方法，其特征在于，具体步骤及参数如下：

1)钢水冶炼：铁水脱硫扒渣→转炉冶炼→LF炉精炼→RH真空处理；冶炼过程中的真空处理时间设置为15min～20min，深真空处理时间为12min～15min；

2)板坯浇铸：浇铸过程中采用恒拉速工艺，拉速为0.50m/min～0.70m/min，保证板坯中心偏析C类≤1.0；

1150℃，第三加热段温度控制范围为1150℃～1180℃，第四加热段温度控制范围为1180℃～1210℃，板坯在炉时间360min～450min；

说明书全文

一种TMCP态低碳贝氏体钢及其生产方法

技术领域

[0001] 本发明属于钢铁材料技术领域，特别涉及一种TMCP态低碳贝氏体钢及其生产方法。尤其涉及一种TMCP态高冲击韧性、高Z向性能低碳贝氏体钢及其生产方法，针对使用400mm厚规格连铸坯制备厚度规格为70mm～100mm的钢板。

背景技术

[0002] 目前，工程结构用钢的钢板厚度规格越来越大，主要包括超高层及大跨建筑等。随着钢板厚度的增大，钢板应力应变状态发生变化，应力集中现象更加明显。鉴于目前的冶金工艺现状，C、Mn、P、S等元素聚集变化而使含量突然升高，导致厚板易产生中心偏析，增加厚板裂纹和疏松的敏感性，降低了韧性。同时，我国拥有大面积的寒冷地区，环境温度低会降低钢材的韧性指标，低温脆断现象更加不能忽视。目前，冲击韧性指标仍难于给出是否安全的有效评价，不能直接代替断裂韧性试验指标，但因材料能量指标的测定比较容易，试验结果也较为丰富成熟。在一定条件下，冲击韧性判据指标和断裂力学指标存在着一定对应关系，在基于断裂力学的缺陷评价方法中，传统的能量指标仍旧作为断裂力学方法的重要辅助手段和替代手段。

[0003] 钢板的冶炼及轧制成形工艺，导致厚板的厚度方向抗层状撕裂性能(Z向性能)与轧制平面内性能存在着较大差异，轧制后钢板内部的非金属夹杂物被压成薄片状(与钢板表面平行)，使钢板出现分层现象，导致钢板厚度方向的受拉性能劣化。厚板在焊接接头拘束应力、焊接残余应力及外加荷载拉应力作用下，常发生平行于钢板轧制方向的层状撕裂。层状撕裂现象既可在焊接中及焊后冷却过程中产生,，也可在焊接施工完后结构在外加荷载作用下产生；其产生的条件主要有：(1)材质条件：含硫量高的大厚度低碳钢、低合金钢、沉淀强化低合金钢等。厚板的夹杂物呈条状分布且量较多，形态分布特征不佳。(2)强大的Z向拉伸应力场：焊接残余应力、拘束应力和沿板厚方向的外荷载都可能引起Z向拉应力。

[0004] 对比专利“CN102191434A—具有优异的大线能量焊接低温韧性厚钢板及其生产工艺”，采用低C、加Cr，并加入一定量的B，通过TMCP工艺，生产具有一定低温韧性的大线能量焊接厚钢板；B作为一种可以显著淬透性元素，对冲击韧性极为不利。其实施例中，低温冲击韧性仅到-20℃，钢板厚度规格仅为50mm，且该专利并未提及抗层状撕裂性能。

[0005] 对比专利“CN 102634727A—一种高韧性工程机械用钢及其采用TMCP生产的方法”，也是采用低C，添加Mo及Cr，微合金元素Nb和Ti，通过TMCP工艺生产-60℃冲击功≥200J厚度规格60mm及以下规格钢板；此专利要求，二阶段轧制末三道累计压下率不低于35％，Nb及Ti元素之和0.06％～0.09％，Mo及Cr元素之和0.20％～0.40％，且Nb与Ti、Mo与Cr可以任意比例添加，这显示此专利本身的局限性。一般而言，在二阶段轧制的最后若干道次，为保证钢板轧后入水板形，其道次压下率理应逐渐递减。同时，对Nb、Ti、Mo、Cr等元素随意组合，忽略了冶金学中基本的原理，Ti做为一种微合金元素，其含量偏高，势必对材料的韧性产生较大影响；若完全以Cr取代Mo，能否达到该专利预期的力学性能结果，也是未知数；或者以Mo完全取代Cr，会极大增加合金成本，这更进一步说明其成分设计的局限性。同时，该专利并未提及抗层状撕裂性能。

[0006] 如何保证材料低温韧性的同时，提高其抗层状撕裂性能，对于一般的较薄规格钢板，采用常规的成分设计，使用一般厚度的连铸坯(如300mm及以下厚度规格钢坯)，基本可稳定生产60mm及以下规格具有一定低温韧性及一定抗层状撕裂性能钢板。但是，对于更厚规格钢板，如70mm乃至100mm规格特厚钢板，如何保证其冲击韧性及抗层状撕裂性能，仍需要进一步研究。

发明内容

[0007] 本发明的目的在于提供一种TMCP态低碳贝氏体钢及其生产方法，通过合理的成分设计及严格的TMCP工艺，解决厚规格钢板低温冲击波动、Z向性能偏低的问题。

[0008] 一种TMCP态低碳贝氏体钢，其化学成分为(重量百分比)，C：0.035％～0.050％；Si：0.25％～0.35％；Mn：1.50％～1.65％；Mo：0.08％～0.18％；Ni：0.30％～0.50％；Nb：
0.01％～0.02％；Ti：0.010％～0.020％；Alt：0.020％～0.040％；P：≤0.010％；S：≤
0.005％；焊接裂纹敏感性指Pcm(％)＝C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Cr/20+Ni/60+Mo/15+V/10+
5B，且Pcm(％)范围：0.13～0.16；碳当量Ceq(％)＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni/+Cu)/15，且Ceq(％)范围：0.32％～0.39％；其余为Fe及不可避免杂质。

[0009] 一种TMCP态低碳贝氏体钢的生产方法，具体步骤及参数如下：

[0010] 1、钢水冶炼：铁水脱硫扒渣→转炉冶炼→LF炉精炼→RH真空处理；在钢水冶炼过程中，严格控制C、P及S的含量，相应的重量百分比范围C：0.035％～0.050％，P：0.001％～0.010％，S：0.0010％～0.0050％；并保证焊接裂纹敏感性指数Pcm：0.13％～0.16％，碳当量Ceq：0.32％～0.39％；同时，钢水冶炼过程中的真空处理时间设置为15min～20min，深真空处理时间为12min～15min。

[0011] 2、板坯浇铸：浇铸过程中采用恒拉速工艺，拉速为0.50m/min～0.70m/min，保证板坯中心偏析C类≤1.0，以生产内部质量良好的400mm厚板坯，为后续特高冲击韧性、高Z向性能钢板的轧制奠定基础。

[0012] 3、板坯加热：采用步进梁式加热炉将板坯分段加热至设定均热温度1160℃～1220℃，其中，第一加热段温度控制范围为950℃～1050℃，第二加热段温度控制范围为1050℃～1150℃，第三加热段温度控制范围为1150℃～1180℃，第四加热段温度控制范围为1180℃～1210℃，板坯在炉时间360min～450min，以保证钢坯充分奥氏体化。

[0013] 4、钢板轧制：采用两阶段控轧控冷工艺，第一阶段轧制的结束温度为980℃～1050℃，第一阶段轧制总压下量为55％～70％，第一阶段轧制结束前2轧制道次的压下率15％～20％，待温厚度为1.4～1.8倍钢板成品厚度，保证钢板内部质量并获得均匀细小的微观组织。第二阶段轧制的开始温度为840℃～860℃，结束温度为800℃～820℃；钢板轧制后快速进入层流冷却装置冷却。冷却阶段控制钢板开冷温度、终冷温度及冷速，钢板开冷温度为
770℃～790℃，终冷温度为400℃～480℃，冷速为8℃/S～15℃/S。

[0014] 通过以上工艺流程，所生产的TMCP态高冲击韧性、高Z向性能工程结构用低碳贝氏体钢，力学性能稳定且厚度方向性能比较均匀，具有较好的强度、塑性、韧性及Z向性能，同时钢板内部质量良好。其中，钢板厚度方向1/4处力学性能：470MPa≤ReL(下屈服强度)≤520MPa、560MPa≤Rm(抗拉强度)≤620MPa、20.0％≤A(断后伸长率)≤28.0％、300J≤-50℃-AKv(-50℃冲击值)≤400J；钢板厚度方向1/2处力学性能：460MPa≤ReL(下屈服强度)≤
510MPa、540MPa≤Rm(抗拉强度)≤600MPa、20.0％≤A(断后伸长率)≤30.0％、300J≤-50℃-AKv(-50℃冲击值)≤400J；55％≤Z向性能≤75％；钢板厚度1/4处及1/2处微观组织为均匀的粒状贝氏体；探伤结果满足“EN10160、S1/E3”标准要求。

[0015] 本发明的优点在于：

[0016] (1)通过设计合适的成分体系，采用超低C、一定量的Mo和Ni，少量的微合金元素Nb和Ti，使用400mm厚规格连铸坯，通过控轧控冷(TMCP)工艺，无需后续热处理，稳定生产70mm-100mm规格高冲击韧性高Z向性能厚钢板。

[0017] (2)本发明所涉及的高冲击韧性高Z向性能厚规格钢板，综合力学性能优良，钢板厚度方向力学性能差异小，-50℃心部冲击功≥300J，厚度方向断面收缩率Z≥55％；典型金相组织为均匀的粒状贝氏体。钢板内部质量优良，探伤无缺陷，满足欧洲探伤标准“EN10160”要求，探伤级别可达到S1/E3；在工程结构用钢领域具有较好的应用前景，且已批量应用于国内某大型钢结构设施中。

附图说明

[0018] 图1为实施例100mm规格钢板厚度1/4处微观组织。

[0019] 图2为实施例100mm规格钢板厚度1/2处微观组织。

[0020] 图3为实施例两阶段轧制过程中单道次压下量分布图。

[0021] 图4为实施例两阶段轧制过程中单道次压下率分布图。

具体实施方式

[0022] 一种TMCP态低碳贝氏体钢及其生产方法，在首秦公司4300mm宽厚板生产线完成钢水冶炼、板坯浇铸(板坯规格--厚度*宽*长：400mm*2400mm*4100mm)及钢板轧制(轧制规格--厚度*宽*长：100mm*2500mm*15000mm)。

[0023] 其化学成分(wt％)如表2所示：

[0024] 表1化学成分(wt％)

[0025]C Si Mn P S Alt Nb Ti B Mo Ni Pcm CEV
0.045 0.30 1.58 0.008 0.003 0.036 0.018 0.016 0.0015 0.16 0.45 0.15 0.37[0026] 钢水冶炼过程中，真空时间处理16min、深真空处理时间15min；板坯浇铸过程中，拉速为0.60m/min，板坯中心偏析C类0.5；

[0027] 采用步进梁式加热炉将板坯分段加热至设定均热温度1180℃～1200℃。其中，第一加热段温度控制范围为990℃～1040℃，第二加热段温度控制范围为1050℃～1130℃，第三加热段温度控制范围为1150℃～1180℃，第四加热段温度控制范围为1180℃～1210℃，在炉加热时间440min。

[0028] 钢板轧制及水冷的其他工艺参数设置见表2。

[0029] 钢板轧制过程中道次压下量及道次压下率如附图3及图4所示，图3中第1～8道次为第一阶段，第9～16道次为第二阶段。钢板轧制过程中，第一阶段轧制总压下量为62.5％，第一阶段轧制最后2道次(即第7和第8道次)单道次压下率分别为16.4％及20.2％。

[0030] 表2轧制及水冷工艺参数设置

[0031]

[0032] 注：厚度单位-mm；温度单位-℃；冷却温度-℃/S

[0033] 钢板力学性能如表3所示：

[0034] 表3钢板各项力学性能

[0035]

[0036] 钢板探伤结果如表4所示：

[0037] 表4探伤结果

[0038]

[0039] 以上实例仅是对本发明最佳实施方式的描述，不对本发明的范围有任何限制。

标题	发布/更新时间	阅读量
一种浆体输送用下贝氏体耐磨钢管及其制造方法-专利编号CN102776445B	2020-05-12	267
准贝氏体钢-专利编号CN100408712C	2020-05-11	149
高强度贝氏体钢-专利编号CN109837458A	2020-05-13	941
准贝氏体钢-专利编号CN1172171A	2020-05-11	749
模具用贝氏体钢-专利编号CN102439190B	2020-05-13	813
一种浆体输送用下贝氏体耐磨钢管及其制造方法-专利编号CN102776445A	2020-05-13	243
贝氏体耐磨钢及钢管制造和回火方法-专利编号CN102534432A	2020-05-11	387
贝氏体钢-专利编号CN103695767A	2020-05-11	550
贝氏体缸套-专利编号CN102234735A	2020-05-12	983
准贝氏体钢-专利编号CN1693520A	2020-05-12	136

一种TMCP态低碳贝氏体钢及其生产方法

一种TMCP态低碳贝氏体钢及其生产方法

技术领域

背景技术

发明内容

附图说明

具体实施方式

IPRDB

热门服务

关于我们

友情链接

联系方式