[發明專利]一種高塑性高韌性超高強度鋼板及其生產方法

無效

• 申請號: 201110252467.1
• 申請日: 2011-08-30
• 公開（公告）號: CN102286695A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 尹雨群;劉朝霞
• 申請（專利權）人: 南京鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/28
• 分類號: C22C38/28;C21D8/02;C21D1/18;C21D11/00;B21B37/74
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 陳揚

技術領域

本發明涉及一種高強度鋼板，尤其是一種高塑性高韌性超高強度鋼板及其生產方法。

背景技術

隨著裝備制造業的迅猛發展，工程機械用鋼市場需求增大，發展前景廣闊。低合金高塑性高韌性超高強度鋼由于其具有超高強度、加工成型良好、沖擊韌性高、可焊性良好等優點，可廣泛應用于裝備制造業如起重機、機動車底盤，推土機附件等需要高強度、可饒性好的部件，并能降低成本、減輕質量和增加有效負載。國際上一般認為，屈服強度≥840MPa的結構用鋼可稱為超高強度結構鋼。由于這類鋼在達到超高強度的同時，具有較高的塑性和優異的低溫沖擊韌性。近幾年來，此類鋼種成為研究與開發的熱點。

通常來說，鋼的強度越高，塑性與低溫韌性越難提高。為了大幅度提高了鋼材的強度和加工性能，同時得到超高強度鋼材與高強度相匹配的良好韌性和塑性，需要合理的利用合金化，通過冶煉工藝，軋制工藝及熱處理工藝，使鋼材獲得理想的組織形態，完全能夠滿足構件的加工制作要求。

現有的涉及在超高強度鋼板的生產方法的專利，主要是通過控軋控冷或熱處理方法獲得超高強度鋼板，具體生產方法如下：

中國專利98807689.6提供了一種超低溫韌性優異的可焊接的超高強度鋼的制造方法，它通過將鋼板加熱至一定溫度，在奧氏體再結晶區軋制和奧氏體未再結晶區以每道道次壓縮量大于50%軋制，終軋溫度略高于700℃，隨后淬火處理，控制淬火結束溫度，最后進行空冷。獲得了抗拉強度大于930MPa的具有超高強度低溫沖擊韌性鋼。該方法不僅需要控制淬火溫度，同時，還要求終軋溫度略高于700℃低溫未再結晶區軋制，且道次壓縮量須大于50%，對這種超高強度鋼種軋制來說，這無疑是增加了軋制負荷，加大了現場大生產控制難度。

中國專利98812439.4提供了一種具有優異的低溫韌性的超高強度鋼，該鋼通過奧氏體再結晶區軋制和奧氏體未再結晶區軋制，控制淬火結束溫度，然后在400℃～Ac₁（鐵素體開始相變點）之間回火，獲得了抗拉強度大于830MPa以上的高強度鋼板。但是，該鋼用了較低含碳量0.04～0.12%，為了保證強度與低溫韌性，所以該鋼加入了大量合金與微合金，其中鎳含量大于1%，成本較高。

中國專利200510024775.3公開了一種屈服強度960MPa以上超高強度鋼板及其制

造方法，其生產方法也是將鋼坯加熱后，在奧氏體再結晶區與未再結晶區軋制，以大于5℃/s冷卻速度冷至Ms點以下，獲得屈服強度960MPa，但是其-20℃V型沖擊吸收功只有35～55J。可見由于直接TMCP軋制獲得的高強鋼，導致了鋼中的強韌性未達到良好的匹配。

中國專利200810080072.6?公開了一種高塑性高韌性超高強度鋼板，軋制后，經調質熱處理，獲得了超高強度鋼板，但其合金元素復雜，貴重合金較多，需要熱矯直，并且矯直溫度較高，介于500～600℃。說明盡管調質處理后，鋼板中殘余應力較大，導致了板形問題，同時也增加了工序與成本。

?發明內容

鑒于以上現有技術的不足，考慮到超高強度鋼板的強韌性匹配與良好的加工性能要求，且易于生產，本發明的目的是提供一種高塑性高韌性超高強度鋼板及其生產方法，該方法利用簡單的化學成分設計方式和無需大冷速的TMCP工藝，通過一種簡單的調質熱處理方法，便可獲得高塑性高韌性超高強度鋼板。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種高塑性高韌性超高強度鋼板，其特征在于：該超高強鋼板中鋼的化學成分按重量百分比計，C：0.14～0.18%，Si：0.10～0.30%，Mn：0.80～1.30%，?P：≤0.015%，S：≤0.005%，Nb：0.010～0.050%，Ti：0.006～0.020%，V：0.020～0.060%，?Cr：0.30～0.60%，Mo：0.20～0.80%，余量為Fe及不可避免的雜質。

由于鋼的化學成分是影響超高強鋼板性能的關鍵因素之一，本發明為了使所述鋼獲得綜合性能，對所述鋼的化學成分進行了限制，原因在于：

C：碳是影響超高強度鋼力學性能的主要元素，當碳含量低于0.05則強度低，含量高于0.20%時，則存在韌性和可焊性變差的缺點。最適宜的區間在0.14～0.18%。?

Si：硅是煉鋼脫氧的必要元素，也具有一定的固溶強化作用，在本發明中將硅限定在0.10～0.30%的范圍內。