[發明專利]一種超細晶貝氏體高強鋼及其制造方法

無效

• 申請號: 200910046581.1
• 申請日: 2009-02-24
• 公開（公告）號: CN101812642A
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發明（設計）人: 姚連登;李紅斌;趙小婷
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/32
• 分類號: C22C38/32;C22C38/38;C22C33/04;C21D8/02
• 代理公司: 上海開祺知識產權代理有限公司 31114
• 代理人: 竺明

技術領域

本發明涉及高強度結構鋼，具體地說，本發明涉及一種超細晶貝氏體高強鋼及其制造方法。

背景技術

控制軋制技術的近年來快速發展并在世界范圍普及。這一時期具有諸多技術特點。①軋制技術應用，開發了所有軋機均能應用的系統；②有意識地應用兩相區軋制改善性能；③利用奧氏體中溫區細晶粒再結晶，提出再結晶控制軋制理論(Recrystallization?Controlled?Rolling?RCR)；④Ti和Nb、V的復合的利用，Ti可抑制奧氏體再結晶，形成TiN抑制晶粒長大和控制硫化系夾雜物形狀；⑤相變強化的應用，利用相變控制的組織細化和鐵素體中的位錯和亞晶界強化。美國Climax?Molybdenum?Co.的Smith等提出通過添加0.2％～0.4％的Mo，抑制鐵素體、珠光體相變，形成微細且晶界呈針狀的非等軸鐵素體組織，即所謂的“針狀鐵素體鋼”。1972年在克力夫蘭召開的“低碳鋼的處理特點”研討會上，英、美、日、法等國發表了研究低碳貝氏體鋼和針狀貝氏體鋼的論文；⑥大內千秋在控制軋制后，快速冷卻鋼板，然后再進行空冷(Interrupted?Accelerated?Cooling?IAC)。對于添加Nb、V、Ti的鋼，IAC冷卻速度為10℃/s時，強度比相同條件下空冷鋼材提高50～100MPa，微觀組織為針狀鐵素體和貝氏體。組織細化和析出強化提高了鋼的強度。采用適當的加熱溫度和控制軋制條件，細化鐵素體晶粒可增加韌性；⑦NKK的OLAC(On-line?Accelerated)裝備應用。工廠生產發現，精軋溫度降低的同時強度也降低，可能因為低溫下，變形奧氏體的淬火性降低；⑧冷卻設備開發。

1985年，日本NSC公司開發了CLC，NKK公司開發了OLAC，KSC公司開發了MACS，SMI公司開發了DAC-1，KSL公司開發了KCL。冷卻方式有通過型(progressive)、同步型(Simultaneous)、約束型(Closed)和非約束型(Open)；⑨向TMCP技術發展。通過將板坯在較低溫度奧氏體化、在相變點附近或者兩相區軋制、低碳化和Nb、V、Ti等微合金化、超低S含量或進行Ca處理提高延展性、加速冷卻形成細化的組織等。

發明內容

本發明的目的在于提供一種超細晶貝氏體高強鋼及其制造方法，采用低碳微合金成分體系，通過控軋控冷，充分利用軋制過程中的位錯強化和細晶強化，超細晶貝氏體高強鋼板屈服強度超過690MPa，抗拉強度超過780MPa，夏氏沖擊功Akv(-20℃)≥120J。

為達到上述目的，本發明的技術方案是，

一種超細晶貝氏體高強鋼板，其成分質量百分比為：C：0.03～0.06％、Si：0.05～0.90％、Mn：1.30～2.00％、Cr：0.05～0.25％、Nb：0.03～0.08％、Al：0.02～0.04％、Ti：0.004～0.020％、B：0.0010～0.0020％、Zr：0.01～0.03％、余量為Fe和不可避免雜質；

Si含量符合下面的公式：

13.14C+14.21Nb+6.32Cr+680B-1.98Mn＜[Si]＜12.22C+9.87Nb+8.11Cr+1210B-1.25Mn；焊接裂紋敏感性指數Pcm≤0.20％。

鋼板的屈服強度大于690MPa、抗拉強度大于780MPa、夏氏沖擊功Akv(-20℃)≥120J。

低裂紋敏感性鋼板的焊接裂紋敏感性指數Pcm可按下式確定：

Pcm＝C+Si/30+Ni/60+(Mn+Cr+Cu)/20+Mo/15+V/10+5B

焊接裂紋敏感性指數Pcm是反映鋼的焊接冷裂紋傾向的判定指標，Pcm越低，焊接性越好，反之，則焊接性越差。為了避免裂紋的產生，必須在焊接前對鋼進行預熱，焊接性越好，則所需的預熱溫度越低，反之則需要較高的預熱溫度。一般認為，當Pcm≤0.25％時，80公斤級(屈服強度690MPa)鋼可以實現不預熱焊接。

本發明超細晶貝氏體鋼高強鋼板的制造方法，其包括如下步驟：

1)按上述成分冶煉、澆鑄成連鑄坯或鋼錠；

2)加熱，加熱溫度為1080～1180℃，保溫時間為120～180分鐘；

3)軋制，分為第一階段和第二階段軋制；

在第一階段軋制過程中，開軋溫度為1050～1150℃，當軋件厚度到達成品鋼板厚度的2～3倍，在輥道上待溫至820～860℃時開始第二階段軋制；

在第二階段軋制過程中，道次變形率為10～25％，終軋溫度為770～830℃；