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1、10申请公布号CN104073718A43申请公布日20141001CN104073718A21申请号201410272416922申请日20140618C22C38/14200601C21D8/02200601B21B1/2220060171申请人内蒙古包钢钢联股份有限公司地址014010内蒙古自治区包头市昆区河西工业区72发明人温利军张大治刘海涛董瑞峰徐建东赵超74专利代理机构北京康盛知识产权代理有限公司11331代理人张良54发明名称高韧性S355J2钢板及其生产方法57摘要本发明公开了一种高韧性S355J2钢板，其化学成分按重量百分比计，包括C015016、SI035045、MN151。
2、6、P0015、S0005NB00250035、CA000150003、ALS0017003、TI0006001，其余为铁和杂质。本发明还公开了一种高韧性S355J2钢板的生产方法。本发明通过合适的加热、控轧、控冷工艺就得到了高韧性的S355J2钢板。51INTCL权利要求书2页说明书8页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书8页附图1页10申请公布号CN104073718ACN104073718A1/2页21一种高韧性S355J2钢板，其特征在于，其化学成分按重量百分比计，包括C015016、SI035045、MN1516、P0015、S0005NB00。
3、250035、CA000150003、ALS0017003、TI0006001，其余为铁和杂质。2如权利要求1所述高韧性S355J2钢板，其特征在于，其化学成分按重量百分比计，包括C017、SI035、MN16、P0015、S0002、NB0035、ALS0017、CA00025、TI001，余量为FE和杂质。3如权利要求1所述高韧性S355J2钢板，其特征在于，其化学成分按重量百分比计，包括C015、SI045、MN155、P0011、S0005、NB0025、ALS003、CA0003、TI0006，余量为FE和杂质。4如权利要求1所述高韧性S355J2钢板，其特征在于，其化学成分按重量百。
4、分比计，包括C016、SI041、MN159、P0009、S0001、NB0027、ALS0024、CA00021、TI0007，余量为FE和杂质。5如权利要求1所述高韧性S355J2钢板，其特征在于，其化学成分按重量百分比计，包括C017、SI038、MN159、P0013、S0002、NB0029、ALS0025、CA00026、TI0008，余量为FE和杂质。6一种高韧性S355J2钢板的的生产方法，其特征在于包括冶炼、连铸、板坯再加热和钢板轧制成型的过程，其中；板坯再加热过程中，采用250MM厚的连铸坯进行生产，板坯出炉温度11851215，加热时间290420分钟；钢板轧制成型过程中。
5、，对于10MM25MM厚钢板的轧制成型板坯加热好之后进行控制轧制，第一阶段开轧厚度为板坯厚度，第一阶段开轧温度11751205，第一阶段终轧温度980，第一阶段单道次压下率10；第二阶段钢板的开轧厚度为3倍成品钢板厚度，第二阶段钢板开轧温度为890980，第二阶段终轧温度为810840；第二阶段轧制56道次；钢板轧完经热矫直机矫直后，自然空冷；对于大于25MM60MM厚钢板的轧制成型板坯加热好之后进行控制轧制，第一阶段开轧厚度为板坯厚度，第一阶段开轧温度11751205，第一阶段终轧温度980，第一阶段高温延伸轧制时单道次压下率10；第二阶段钢板的开轧厚度为23倍成品钢板厚度，第二阶段钢板开轧。
6、温度为870890，第二阶段终轧温度为805845；第二阶段轧制56道次；钢板轧完后进行层流冷却，冷却速度为612/S，终冷温度为680720。本发明所述钢板厚度为10MM60MM厚；成品高韧性S355J2钢板的化学成分按重量百分比计，包括C015016、SI035045、MN1516、P0015、S0005NB00250035、CA000150003、ALS0017003、TI0006001，其余为铁和杂质。7如权利要求6所述高韧性S355J2钢板的的生产方法，其特征在于板坯出炉温度为1185，板坯加热时间为290分钟，第一阶段开轧温度为1175，第一阶段终轧轧温度为1055，第一阶段高温延。
7、伸轧制最小单道次压下率为15，第二阶段开轧厚度为30MM，第二阶段开轧温度为980，第二阶段终轧温度为840，第二阶段轧制5道次，轧制成厚度为10MM的钢板；成品高韧性S355J2钢板的化学成分按重量百分比计，包括C017、SI035、MN16、P0015、S0002、NB0035、ALS0017、CA00025、TI001，余权利要求书CN104073718A2/2页3量为FE和杂质。8如权利要求6所述高韧性S355J2钢板的的生产方法，其特征在于板坯出炉温度为1215，板坯加热时间为354分钟，第一阶段开轧温度为1205，第一阶段终轧轧温度为1120，第一阶段高温延伸轧制最小单道次压下率为。
8、10，第二阶段开轧厚度为75MM，第二阶段开轧温度为890，第二阶段终轧温度为810，第二阶段轧制6道次，轧制成厚度为25MM的钢板；成品高韧性S355J2钢板的化学成分按重量百分比计，包括C015、SI045、MN155、P0011、S0005、NB0025、ALS003、CA0003、TI0006，余量为FE和杂质。9如权利要求6所述高韧性S355J2钢板的的生产方法，其特征在于板坯出炉温度为1202，板坯加热时间为386分钟，第一阶段开轧温度为1192，第一阶段终轧轧温度为1120，第一阶段高温延伸轧制最小单道次压下率为11，第二阶段开轧厚度为75MM，第二阶段开轧温度为890，第二阶段。
9、终轧温度为845，终冷温度为720，第二阶段轧制6道次，冷却速率12/S，轧制成厚度为30MM的钢板；成品高韧性S355J2钢板的化学成分按重量百分比计，包括C016、SI041、MN159、P0009、S0001、NB0027、ALS0024、CA00021、TI0007，余量为FE和杂质。10如权利要求6所述高韧性S355J2钢板的的生产方法，其特征在于板坯出炉温度为1198，板坯加热时间为368分钟，第一阶段开轧温度为1188，第一阶段终轧轧温度为1112，第一阶段高温延伸轧制最小单道次压下率为13，第二阶段开轧厚度为120MM，第二阶段开轧温度为870，第二阶段终轧温度为805，终冷温。
10、度为720，第二阶段轧制6道次，冷却速率12/S，轧制成厚度为60MM的钢板；成品高韧性S355J2钢板的化学成分按重量百分比计，包括C017、SI038、MN159、P0013、S0002、NB0029、ALS0025、CA00026、TI0008，余量为FE和杂质。权利要求书CN104073718A1/8页4高韧性S355J2钢板及其生产方法技术领域0001本发明涉及一种材料技术，具体说，涉及一种高韧性S355J2钢板及其生产方法。背景技术0002S355J2属于采用欧标标准生产的低合金高强度结构钢，被广泛的用于各种生产制造领域。用该材料制作的设备被使用于各种复杂的工况条件及自然环境下。因。
11、此要求材料不但具有较高强度和塑性，还应具有良好的韧性，以保证材料在各种载荷和低温情况下使用也不失效，延长设备使用寿命，保障设备使用和人身安全。0003由于S355J2要求较高的强度和韧性，现在的生产工艺复杂、生产周期长、制造成本高；或生产工艺虽然简单，但有些厚度规格的钢板不能生产，同时钢板的冲击韧性虽满足标准要求，但富裕量明显偏低。0004公开号CN101654760A的专利公开了一种非合金结构钢S355J2钢板及其生产方法。按该方法生产的钢板强度和韧性都满足标准要求。但该方法不适用于20MM以下厚度规格的钢板生产；第一阶段、第二阶段的压下率要求都较大，实际生产中，由于板坯厚度及钢板宽度的限制。
12、，厚规格钢板常常难以满足；同时冲击功的富裕量偏低。发明内容0005本发明所解决的技术问题是提供一种高韧性S355J2钢板，生产周期短，生产工艺简单，生产成本低，韧性优良。0006技术方案如下0007一种高韧性S355J2钢板，其化学成分按重量百分比计，包括C015016、SI035045、MN1516、P0015、S0005NB00250035、CA000150003、ALS0017003、TI0006001，其余为铁和杂质。0008进一步，其化学成分按重量百分比计，包括C017、SI035、MN16、P0015、S0002、NB0035、ALS0017、CA00025、TI001，余量为FE。
13、和杂质。0009进一步，其化学成分按重量百分比计，包括C015、SI045、MN155、P0011、S0005、NB0025、ALS003、CA0003、TI0006，余量为FE和杂质。0010进一步，其化学成分按重量百分比计，包括C016、SI041、MN159、P0009、S0001、NB0027、ALS0024、CA00021、TI0007，余量为FE和杂质。0011进一步，其化学成分按重量百分比计，包括C017、SI038、MN159、P0013、S0002、NB0029、ALS0025、CA00026、TI0008，余量为FE和杂质。0012本发明所解决的另一个技术问题是提供一种高韧。
14、性S355J2钢板的的生产方法，通过合适的加热、控轧、控冷工艺就得到了高韧性的S355J2钢板。0013技术方案如下0014一种高韧性S355J2钢板的的生产方法，包括冶炼、连铸、板坯再加热和钢板轧制成型的过程，其中；说明书CN104073718A2/8页50015板坯再加热过程中，采用250MM厚的连铸坯进行生产，板坯出炉温度11851215，加热时间290420分钟；0016钢板轧制成型过程中，对于10MM25MM厚钢板的轧制成型板坯加热好之后进行控制轧制，第一阶段开轧厚度为板坯厚度，第一阶段开轧温度11751205，第一阶段终轧温度980，第一阶段单道次压下率10；第二阶段钢板的开轧厚度。
15、为3倍成品钢板厚度，第二阶段钢板开轧温度为890980，第二阶段终轧温度为810840；第二阶段轧制56道次；钢板轧完经热矫直机矫直后，自然空冷；0017对于大于25MM60MM厚钢板的轧制成型板坯加热好之后进行控制轧制，第一阶段开轧厚度为板坯厚度，第一阶段开轧温度11751205，第一阶段终轧温度980，第一阶段高温延伸轧制时单道次压下率10；第二阶段钢板的开轧厚度为23倍成品钢板厚度，第二阶段钢板开轧温度为870890，第二阶段终轧温度为805845；第二阶段轧制56道次；钢板轧完后进行层流冷却，冷却速度为612/S，终冷温度为680720。本发明所述钢板厚度为10MM60MM厚；0018。
16、成品高韧性S355J2钢板的化学成分按重量百分比计，包括C015016、SI035045、MN1516、P0015、S0005NB00250035、CA000150003、ALS0017003、TI0006001，其余为铁和杂质。0019进一步板坯出炉温度为1185，板坯加热时间为290分钟，第一阶段开轧温度为1175，第一阶段终轧轧温度为1055，第一阶段高温延伸轧制最小单道次压下率为15，第二阶段开轧厚度为30MM，第二阶段开轧温度为980，第二阶段终轧温度为840，第二阶段轧制5道次，轧制成厚度为10MM的钢板；成品高韧性S355J2钢板的化学成分按重量百分比计，包括C017、SI035。
17、、MN16、P0015、S0002、NB0035、ALS0017、CA00025、TI001，余量为FE和杂质。0020进一步板坯出炉温度为1215，板坯加热时间为354分钟，第一阶段开轧温度为1205，第一阶段终轧轧温度为1120，第一阶段高温延伸轧制最小单道次压下率为10，第二阶段开轧厚度为75MM，第二阶段开轧温度为890，第二阶段终轧温度为810，第二阶段轧制6道次，轧制成厚度为25MM的钢板；成品高韧性S355J2钢板的化学成分按重量百分比计，包括C015、SI045、MN155、P0011、S0005、NB0025、ALS003、CA0003、TI0006，余量为FE和杂质。002。
18、1进一步板坯出炉温度为1202，板坯加热时间为386分钟，第一阶段开轧温度为1192，第一阶段终轧轧温度为1120，第一阶段高温延伸轧制最小单道次压下率为11，第二阶段开轧厚度为75MM，第二阶段开轧温度为890，第二阶段终轧温度为845，终冷温度为720，第二阶段轧制6道次，冷却速率12/S，轧制成厚度为30MM的钢板；成品高韧性S355J2钢板的化学成分按重量百分比计，包括C016、SI041、MN159、P0009、S0001、NB0027、ALS0024、CA00021、TI0007，余量为FE和杂质。0022进一步板坯出炉温度为1198，板坯加热时间为368分钟，第一阶段开轧温度为1。
19、188，第一阶段终轧轧温度为1112，第一阶段高温延伸轧制最小单道次压下率为13，第二阶段开轧厚度为120MM，第二阶段开轧温度为870，第二阶段终轧温度为805，终冷温度为720，第二阶段轧制6道次，冷却速率12/S，轧制成厚度为60MM的钢板；成品高韧性S355J2钢板的化学成分按重量百分比计，包括C017、SI038、说明书CN104073718A3/8页6MN159、P0013、S0002、NB0029、ALS0025、CA00026、TI0008，余量为FE和杂质。0023与现有技术相比，本发明技术效果包括00241、本发明采用低成本成分设计，只在传统CMN钢的基础上添加微量的NB，。
20、通过合适的加热、控轧、控冷工艺就得到了高韧性的S355J2钢板。省去了热处理工艺，工艺路线简单，制造成本低。00252、钢板的强度、塑性、韧性良好。钢板的强度在390MPA450MPA之间，抗拉强度在550580MPA之间，延伸率在27325之间，20冲击功在220J302J之间。00263、钢板的成分和工艺设计合理，工艺制度比较宽松，可在宽厚板线上稳定生产。00274、以1年生产10MM60MM该S355J2钢种钢板10000吨，每吨利润200元计算。一年可增加利润200万元，具有良好的经济效益。该钢板韧性良好，能够在低温环境下使用。制造工艺简单，能耗低，燃料消耗少，具有积极的社会效益。附图。
21、说明0028图1为本发明实施例1的钢板的金相组织图；0029图2为本发明实施例2的钢板的金相组织图；0030图3为本发明实施例3的钢板的金相组织图；0031图4为本发明实施例4的钢板的金相组织图；0032图5为本发明实施例5的钢板的金相组织图；0033图6为本发明实施例6的钢板的金相组织图。具体实施方式0034本发明采用低成本成分设计，只在传统CMN钢的基础上添加微量的NB，通过合适的加热、控轧、控冷工艺就得到了高韧性的S355J2钢板。0035高韧性S355J2钢板的的生产方法，具体如下0036步骤1冶炼和连铸；00371铁水采用镁基脱硫，在转炉采用顶底复合吹炼；00382钢水经LF炉精炼，。
22、要求钢水中的S0003；00393钢水进行RH炉处理，在真空度不超过133PA下处理时间不低于30分钟。00404连铸坯的厚度为250MM，连铸时采用电磁搅拌和轻压下，电磁搅拌频率为6HZ，电流280A，压下位置为6、7、8段，压下量为2MM、2MM、2MM。采用电磁搅拌和轻压下技术，目的是减少钢板中心偏析，改善板坯内部质量。0041步骤2板坯再加热；0042采用250MM厚的连铸坯进行生产，连铸坯板坯出炉温度11851215，加热时间290420分钟。0043步骤3钢板轧制成型；0044对于10MM25MM厚钢板轧制成型工艺板坯加热好之后进行控制轧制，第一阶段粗轧开轧厚度为板坯厚度，第一阶段。
23、开轧温度11751205，第一阶段终轧温度980，第一阶段单道次压下率10；第二阶段精轧钢板的开轧厚度为3倍成品钢说明书CN104073718A4/8页7板厚度，第二阶段钢板开轧温度为890980，第二阶段终轧温度为810840；第二阶段轧制56道次；钢板轧完经热矫直机矫直后，自然空冷。0045对于大于25MM60MM厚钢板轧制成型工艺板坯加热好之后进行控制轧制，第一阶段开轧厚度为板坯厚度，第一阶段开轧温度11751205，第一阶段终轧温度980，第一阶段高温延伸轧制时单道次压下率10；第二阶段钢板的开轧厚度为23倍成品钢板厚度，第二阶段钢板开轧温度为870890，第二阶段终轧温度为80584。
24、5；第二阶段轧制56道次；钢板轧完后进行层流冷却，冷却速度为612/S，终冷温度为680720。本发明所述钢板厚度为10MM60MM厚。0046成品高韧性S355J2钢板的化学成分按重量百分比计，包括C015016、SI035045、MN1516、P0015、S0005NB00250035、CA000150003、ALS酸溶铝0017003、TI0006001，其余为铁和不可避免杂质。0047上述加热好的连铸坯在奥氏体再结晶区、未再结晶区进行控制轧制。上述第一阶段的轧制即为奥氏体再结晶区控制轧制，这一阶段采用大压下轧制策略，要求单道次压下率10，目的是保证轧制变形能充分渗透至钢板心部，变形后的。
25、钢板能充分进行再结晶，且不会出现混晶现象，通过高温区的奥氏体再结晶控制轧制，充分细化奥氏体晶粒；奥氏体再结晶控轧结束后，中间坯在辊道上摆动降温，降温至第二阶段开轧温度开始轧制。第二阶段的轧制属于非再结晶控轧，第二阶段的轧制温度较低，钢板在较低的温度下轧制变形，形变诱导NB的碳氮化物析出，钉扎位错，阻碍晶粒再结晶，这样晶粒内部在轧制变形下产生应变，通过多道次轧制，晶粒内部积累了大量的形变能和相变形核位置；并在轧后较快的冷却速度下，最终得到细小的铁素体晶粒，获得高韧性钢板。0048以下结合实施例对本发明作进一步描述。0049实施例10050采用厚度为250MM板坯，板坯出炉温度为1185，板坯加热。
26、时间为290分钟，板坯的重量百分比化学成分为C017、SI035、MN16、P0015、S0002、NB0035、ALS0017、CA00025、TI001，余量为FE和不可避免的杂质。轧制成厚度为10MM的钢板，详细的轧制及冷去工艺见表1，其力学性能见表2。0051如图1所示，为本发明中实施例1的钢板的金相组织图。从该金相图可以看出，钢板的组织为铁素体珠光体，铁素体占大多数，晶粒细小均匀，没有混晶现象。由于铁素体占大多数、晶粒细小，且铁素体具有良好的塑性、韧性，因此该组织的钢板具有良好的韧性和较高的强度。0052表1轧制及冷却工艺0053说明书CN104073718A5/8页80054表2钢。
27、板力学性能00550056实施例20057采用厚度为250MM板坯，板坯出炉温度为1215，板坯加热时间为354分钟，板坯的重量百分比化学成分为C015、SI045、MN155、P0011、S0005、NB0025、ALS003、CA0003、TI0006，余量为FE和不可避免的杂质。轧制成厚度为25MM的钢板，详细的轧制及冷去工艺见表3，其力学性能见表4。0058如图2所示，为本发明中实施例2的钢板的金相组织图。从该金相图可以看出，钢板的组织为铁素体珠光体，铁素体占大多数，晶粒细小均匀，没有混晶现象。由于铁素体占大多数、晶粒细小，且铁素体具有良好的塑性、韧性，因此该组织的钢板具有良好的韧性和。
28、较高的强度。0059表3轧制及冷却工艺00600061表4钢板力学性能00620063实施例30064采用厚度为250MM板坯，板坯出炉温度为1204，板坯加热时间为420分钟，板坯的重量百分比化学成分为C016、SI042、MN15、P0008、S0003、NB0029、ALS0024、CA00024、TI0008，余量为FE和不可避免的杂质。轧制成厚度为20MM的钢板，详细的轧制及冷去工艺见表5，其力学性能见表6。0065如图3所示，为本发明中实施例3的钢板的金相组织图。从该金相图可以看出，钢板的组织为铁素体珠光体，铁素体占大多数，晶粒细小均匀，没有混晶现象。由于铁素体占大多数、晶粒细小，。
29、且铁素体具有良好的塑性、韧性，因此该组织的钢板具有良好的韧性和较高的强度。0066表5轧制及冷却工艺0067说明书CN104073718A6/8页90068表6钢板力学性能00690070实施例40071采用厚度为250MM板坯，板坯出炉温度为1202，板坯加热时间为386分钟，板坯的重量百分比化学成分为C016、SI041、MN159、P0009、S0001、NB0027、ALS0024、CA00021、TI0007，余量为FE和不可避免的杂质。轧制成厚度为30MM的钢板，详细的轧制及冷去工艺见表7，其力学性能见表8。0072如图4所示，为本发明中实施例4的钢板的金相组织图。从该金相图可以看。
30、出，钢板的组织为铁素体珠光体，铁素体占大多数，晶粒细小均匀，没有混晶现象。由于铁素体占大多数、晶粒细小，且铁素体具有良好的塑性、韧性，因此该组织的钢板具有良好的韧性和较高的强度。0073表7轧制及冷却工艺00740075表8钢板力学性能00760077实施例50078采用厚度为250MM板坯，板坯出炉温度为1198，板坯加热时间为368分钟，板坯的重量百分比化学成分为C017、SI038、MN159、P0013、S0002、NB0029、ALS0025、CA00026、TI0008，余量为FE和不可避免的杂质。轧制成厚说明书CN104073718A7/8页10度为60MM的钢板，详细的轧制及冷。
31、去工艺见表9，其力学性能见表10。0079如图5所示，为本发明中实施例5的钢板的金相组织图。从该金相图可以看出，钢板的组织为铁素体珠光体，铁素体占大多数，晶粒细小均匀，没有混晶现象。由于铁素体占大多数、晶粒细小，且铁素体具有良好的塑性、韧性，因此该组织的钢板具有良好的韧性和较高的强度。0080表9轧制及冷却工艺00810082表10钢板力学性能00830084实施例60085采用厚度为250MM板坯，板坯出炉温度为1203，板坯加热时间为345分钟，板坯的重量百分比化学成分为C016、SI041、MN16、P001、S0001、NB0028、ALS0027、CA00023、TI0007，余量为FE和不可避免的杂质。轧制成厚度为40MM的钢板，详细的轧制及冷去工艺见表11，其力学性能见表12。0086如图6所示，为本发明中实施例6的钢板的金相组织图。从该金相图可以看出，钢板的组织为铁素体珠光体，铁素体占大多数，晶粒细小均匀，没有混晶现象。由于铁素体占大多数、晶粒细小，且铁素体具有良好的塑性、韧性，因此该组织的钢板具有良好的韧性和较高的强度。0087表11轧制及冷却工艺0088说明书CN104073718A108/8页110089表12钢板力学性能0090说明书CN104073718A111/1页12图1图2图3图4图5图6说明书附图CN104073718A12。