[發(fā)明專利]非調(diào)質(zhì)易焊接超高強度鋼及其生產(chǎn)方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710015128.5
• 申請日: 2007-07-12
• 公開（公告）號: CN101086051A
• 公開（公告）日: 2007-12-12
• 發(fā)明（設計）人: 孫衛(wèi)華;胡淑娥;孫浩;周蘭聚;馮勇;王煥洋;李旺生;韓啟彪;李梅廣;趙乾;朱傳運
• 申請（專利權(quán)）人: 濟南鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/00
• 分類號: C22C38/00;C21D8/00;B21B37/00
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司
• 代理人: 王汝銀

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是低碳低合金鋼及其生產(chǎn)方法，尤其是一種非調(diào)質(zhì)易焊接超高強度鋼及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

國內(nèi)外長期使用的屈服強度在700MPa以上的高強度中厚鋼板主要采用高合金化、淬火加高溫回火調(diào)質(zhì)熱處理的工藝制造，強度水平受碳含量和回火溫度控制，隨著強度水平的提高，碳含量和合金含量均上升，在焊接時需要進行焊前預熱與焊后處理，如日本的Welten系列鋼、德國的STE系列以及瑞典的WELD系列鋼板等。為增加鋼的淬透性，必須向鋼中加入大量的Cr、Mo、Ni、Cu等貴重合金元素，尤其Ni含量要控制在1.00％以上，Mo、Cr含量一般要控制在0.5％以上；同時調(diào)質(zhì)處理高強鋼的熱處理工藝復雜，需要較長的處理時間和大型的設備，成本高，工藝周期長。

由國家知識產(chǎn)權(quán)局公開的一項美國埃克森美孚上游研究公司申請的申請?zhí)枮?1137068.8，名為“超低溫韌性優(yōu)異的可焊接的超高強度鋼板的生產(chǎn)方法”的專利，該專利提供了一種抗拉強度930MPa、-40℃低溫沖擊良好的鋼種的制造方法，其不足之處在于強度級別僅能達到屈服強度800MPa，昂貴的合金Mo含量高達0.3-0.7％，低于850℃的終軋溫度對軋機能力要求極嚴。

由國家知識產(chǎn)權(quán)局公開的一項寶山鋼鐵股份有限公司申請的申請?zhí)枮?00410017255.5，名為“可大線能量焊接的超高強度厚鋼板及其制造方法”的專利，該專利提供了一種可大線能量焊接、0℃以上焊接鋼板無需預熱的鋼種，其不足之處在于強度級別僅能達到屈服強度800MPa，且Ni(0.50-0.80％)、Cu(0.60-1.0％)含量高，必然造成高成本，且在獲得高強度的同時易存在Cu的熱脆性。碳的范圍僅為0.01-0.06％，必須采用循環(huán)脫氣真空處理方法(RH)進一步脫碳處理，對煉鋼裝備要求極嚴。

由國家知識產(chǎn)權(quán)局公開的一項寶山鋼鐵股份有限公司申請的申請?zhí)枮?00510024775.3，名為“屈服強度960MPa以上超高強度鋼板及其制造方法”；申請?zhí)枮?00510024756.0，名為“屈服強度1100MPa以上超高強度鋼板及其制造方法”的專利，該兩項專利申請公開了熱軋后直接淬火和回火、具有良好塑性和焊接性的超高強度鋼種，其不足之處在于其碳的范圍為0.08-0.20％，勢必造成碳當量偏高，對焊接不利；鋼板的厚度僅能生產(chǎn)25mm以內(nèi)，-40℃低溫沖擊韌性僅30-40J；且工藝上要求直接淬火加回火，對設備能力要求極高，工藝復雜，工序成本高。這些都是現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，而提供一種非調(diào)質(zhì)易焊接超高強度鋼及其生產(chǎn)方法的技術(shù)方案，該方案是在低碳低合金鋼的基礎(chǔ)上通過適當添加合金元素，摒棄復雜、耗能的淬火回火工藝，配以簡單易行的現(xiàn)代熱機械處理工藝(TMCP)即可使鋼的屈服強度達到980MPa以上水平，-60℃低溫沖擊韌性達到100J以上，并具有低碳當量易焊接、成本低廉、工藝簡單、易于大批量生產(chǎn)的特點。

本方案是通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)的：

非調(diào)質(zhì)易焊接超高強度鋼，包括有鐵和其它化學成分及不可避免的雜質(zhì)，其化學成分含量按重量的百分比為：

碳0.05～0.10％，硅0.2～0.55％，錳1.0～2.2％，磷≤0.015％，硫≤0.010％，硼0.0005％～0.003％，稀土≤0.020％；鈮0.02～0.06％、釩0.02～0.1％、鈦0.008～0.035％中的一種或幾種；鉻0.2～0.6％、鉬≤0.35％、銅0.2～0.6％、鎳0.1～0.5％中的一種或幾種。

所述的化學成分中釩的重量的百分比范圍優(yōu)選為0.025-0.06％。

鋼中稀土/硫≥1.3。

生產(chǎn)所述非調(diào)質(zhì)易焊接超高強度鋼的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

1)按所述的成分冶煉、連鑄形成優(yōu)質(zhì)鋼坯，根據(jù)成品尺寸要求切割成合理坯料；

2)控制鋼坯在爐加熱時間≥2.5小時，加熱溫度1150～1280℃；

3)采用兩階段控制軋制工藝，分別在奧氏體再結(jié)晶區(qū)和未再結(jié)晶區(qū)軋制；適當加大奧氏體再結(jié)晶區(qū)的壓下量，道次變形量一般控制在8-15％；在生產(chǎn)中應嚴格控制第二階段未再結(jié)晶區(qū)的開軋溫度，一般為850～950℃，適當增大道次變形量，此低溫區(qū)道次變形量控制在12-25％；

4)控軋后以不低于10℃/s的冷卻速度冷卻至450℃以下終止冷卻，隨后空冷至室溫。

所述方法中，控軋后冷卻速度優(yōu)選為10～30℃/s。