[發明專利]屈服強度620MPa級低裂紋敏感性鋼板及其制造方法

無效

• 申請號: 200810038047.1
• 申請日: 2008-05-26
• 公開（公告）號: CN101591756A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發明（設計）人: 張向葵;賀達倫
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/54
• 分類號: C22C38/54;B23P17/00;B21B37/74;B21B37/16;C21D6/00
• 代理公司: 上海開祺知識產權代理有限公司
• 代理人: 竺 明

技術領域

本發明涉及低碳高強度結構鋼，具體地說，本發明涉及屈服強度620MPa級的低裂紋敏感性鋼板及其制造方法。

背景技術

低裂紋敏感性高強鋼主要用于煤礦、勘探等機械結構和工程建設中，要求該鋼具有較高的強度、硬度、韌性和焊接性能，根據使用部位的不同，強度要求的范圍也不同，為了便于焊接和簡化焊接工藝，希望鋼的焊接裂紋敏感性指數Pcm盡可能低，以達到焊前無需預熱的目的，這種鋼被稱為低焊接裂紋敏感性高強鋼，也稱CF鋼。它是一類具有優良焊接性能和低溫韌性的低合金高強度鋼，其優點在于焊前不預熱或稍加預熱而不產生裂紋，主要是解決了大型鋼結構件的焊接施工問題；對于屈服強度620MPa級鋼板，一般要求鋼的Pcm≤0.25％。

降低Pcm的唯一手段就是減少碳和合金元素的加入量，而對于采用淬火+回火工藝生產的高強鋼來說，減少碳和合金元素的加入量將不可避免地帶來鋼強度的降低，若采用熱機械控制軋制與控制冷卻技術(TMCP)，則可以彌補這種缺陷，此外，相對于調質(淬火+回火)工藝，熱機械控制軋制與控制冷卻技術(TMCP)還具有細化晶粒從而提高鋼的低溫韌性的好處。

目前，采用TMCP技術生產的低焊接裂紋敏感性鋼的合金成分一般是Mn-Mo-Nb-Cu-Ni-V-B系或Mn-Mo-Nb-Cu-Ni-B系。

如中國專利CN1396294公開了一種低焊接裂紋敏感性高強鋼，其化學成分質量百分比為：C?0.02～0.13、Mn?0.60～1.80、Si?0.10～0.60、Ti0.005～0.025、Al≤0.01、Ti?0.005～0.025、N?0.0020～0.0060、B?0.0005～0.0020、Nb?0.008～0.040及Ni≤0.55、V≤0.10、Cu≤0.65、Mo≤0.50％、Zr≤0.040、RE≤0.020中的兩種或兩種以上，Pcm＝0.33％。

又如中國專利CN1932063A涉及鋼種的化學成分質量百分比為：C：0.06～0.09、Si?0.15～0.55、Mn?1.00～1.60、P≤0.015、S≤0.006、Ni?0.15～0.40、Cr≤0.30、Mo≤0.30、Cu≤0.30、V?0.02～0.06、Nb?0.005～0.05、Als0.010～0.040，Pcm＝0.25；

另外一種大線能量焊接非調制高韌性鋼，其化學成分質量百分比為：C?0.02～0.18、Si?0.10～0.60、Mn?0.60～1.80、P≤0.020、S≤0.010、Ni≤0.60、Mo≤0.50、Cu≤0.80、V?0.02～0.08、Nb≤0.040、Als?0.010～0.060，Pcm＝0.32；

上述公開的三種鋼種的合金元素設計分別為Mn-Mo-Cu-Ni-Nb-V-B系和Mn-Mo-Cr-Cu-Ni-Nb-V-B體系，這兩種鋼分別要求對鋼板進行淬火+回火或回火處理，制造工序復雜，增加生產成本。

已開發的40mm以下厚度規格、屈服強度550Mpa級低裂紋敏感性鋼，其成分質量百分比為：C?0.005～0.05、Si?0.05～0.70、Mn?1.40～1.85、Cr0.30～0.50、Mo?0.60～1.20、Nb?0.04～0.08、Al?0.02～0.06、Cu≤0.30、Ni?0.60～1.20，Ti?0.005～0.015。

該鋼的機械性能為：屈服強度580Mpa，抗拉強度650Mpa，-20℃縱向沖擊功平均為290J，其機械性能平均值符合550Mpa級別的要求，但不能適應機械結構中強度要求較高的關鍵部件，另外該鋼的合金成分Mo、Mn含量較高，致使該鋼成本增加。

另外，30mm以上厚度的鋼板表面和中心組織不一致，即鋼板表面為板條貝氏體和馬氏體組織，中心部位主要為多邊形鐵素體和少量貝氏體組織，造成鋼板厚度上性能不均勻，特別是低溫沖擊韌性較差，容易發生脆性裂紋。

發明內容

本發明的目的在于提供一種屈服強度620MPa級低裂紋敏感性鋼板及其制造方法，無需熱處理，鋼板具有良好的低溫韌性和焊接性。