[發明專利]一種屈服強度700MPa級高強度高韌性鋼板及其制造方法

有效

• 申請號: 201110288952.4
• 申請日: 2011-09-26
• 公開（公告）號: CN103014539A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 張愛文;焦四海;張慶峰
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/50
• 分類號: C22C38/50;C22C38/28;C22C38/14;C21D8/02;C21D1/18
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 陳長會;金惠淑

技術領域

本發明涉及一種高強度高韌性鋼板，具體地涉及一種屈服強度大于等于700MPa的高強度高韌性鋼板及其制造方法。本發明鋼板具有較好的低溫韌性，適合用于汽車、工程機械及艦艇船體結構等行業的高強度高韌性耐沖擊的結構鋼板。

背景技術

低合金高強度鋼作為一種重要的鋼鐵材料，被廣泛應用于軍工、汽車、礦山機械、工程機械、農業機械及鐵路運輸等部門。隨著我國工業的飛速發展，各類軍用及民用設備的復雜化、大型化及輕量化對該類鋼提出了更高的要求，即用于制造這些設備的低合金高強度鋼板不但要求具有更高的硬度、強度，而且還要求良好的韌性及成型性能。近幾十年來，高強度鋼板的開發與應用發展很快。這類鋼是在低合金高強度可焊接鋼的基礎上發展起來的，使用壽命可達傳統結構鋼板的數倍；生產工藝較簡單，一般采用軋后直接冷卻或淬火，或者離線淬火加回火工藝，或通過控軋控冷工藝進行強化。

傳統工藝在生產汽車、工程機械及艦艇船體結構用低合金高強度鋼板時，多添加較多的Cu、Ni、Cr和Mo等貴重合金元素，成本較高，目前高強度鋼開始向低成本經濟型和高成本高性能方向發展。國內鋼廠生產高強度鋼所加的合金元素多為V、Ti、Cr、Si、Mn、B、RE等我國資源豐富的元素，且添加量一般為≤3％。對于強度級別更高的艦艇船體結構、汽車、礦山機械、工程機械等行業用高強度鋼，如屈服強度700MPa級高強度鋼板，還需要補充一定量的Cu、Ni、Cr、Mo等元素提高性能。這種鋼的屈服強度可達700MPa，但低溫韌性不足，不能用于-60℃甚至-80℃低溫沖擊有要求的軍用艦艇船體結構和民用裝備。目前，屈服強度700MPa以上強度級別高強度鋼仍主要依賴進口。

美國執行軍用標準MILS-24645A-SH中的HSLA-80/100涉及C≤0.06％，Si≤0.04％，Mn：0.75-1.05％，P≤0.020％，S≤0.006％，Cu：1.45-1.75％，Ni：3.35-3.65％，Cr：0.45-0.75％，Mo：0.55-0.65％，Nb：0.02-0.06％，最小Ceq＝0.67，板厚≤102mm，其采用了低碳甚至是超低碳的合金設計(C≤0.06％)，確保鋼的優良焊接性和低溫韌性，鋼中添加了較高的銅和鎳，依靠銅的時效硬化作用，在對韌塑性沒有明顯損害的條件下，獲得了高強度。其屈服強度690-860MPa，延伸率18％，-18℃橫向A_kv＝108J，-84℃橫向A_kv＝81J。由于其中加入了較多的貴重合金元素，成本昂貴。

目前已經公開的有關屈服強度在700MPa左右及以上的高強度高韌性鋼板的專利文獻，如WO?200039352A公開了一種低溫用鋼，用較低含碳量(0.03-0.12％)和高鎳含量(不小于1.0％)的方法生產低溫韌性好的高強度鋼，其采用較低的冷卻速率(10℃/s)，其抗拉強度能達到930MPa以上。

WO?9905335A，其成分中碳含量較低為0.05-0.10％，但采用較高含量的Mn、Ni、Mo和Nb合金化，在熱軋后只淬火不回火，鋼板的抗拉強度能達到830MPa以上，其-40℃夏氏沖擊功最小175J。

目前仍需要提供相對經濟的高強度高韌性中厚鋼板，以廣泛用于汽車、工程機械及艦艇船體結構等行業的高強度高韌性耐沖擊的結構鋼板。

發明內容

本發明的目的在于提供一種屈服強度在700MPa以上的高強度高韌性鋼板，特別是6-25mm的中厚鋼板。

為實現上述目的，本發明的屈服強度在700MPa以上的高強度高韌性中厚鋼板，其化學成分的重量百分比為：C：0.03-0.06％、Si≤0.30％、Mn：1.0-1.5％、P≤0.020％、S≤0.010％、Al：0.02-0.05％、Ti：0.005-0.025％、N≤0.006％、Ca≤0.005％，以及Cr≤0.75％、Ni≤0.40％、Mo≤0.30％中的1種以上，余量為鐵和不可避免雜質。

優選地，C：0.031-0.059％。

優選地，Si：0.03-0.30％。

優選地，Mn：1.02-1.5％。

優選地，P≤0.015％。

優選地，S≤0.005％。

優選地，Al：0.02-0.046％。

優選地，Ni：0.10-0.40，更優選0.13-0.36％。

優選地，Cr：0.3-0.75％，更優選0.32-0.75％。

優選地，Mo：0.10-0.30％，更優選0.13-0.26％。