[發(fā)明專利]一種低溫工程機(jī)械用鋼及其生產(chǎn)方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110343410.2
• 申請(qǐng)日: 2011-11-03
• 公開（公告）號(hào): CN102409233A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘輝;張鵬程;李永東;李飛;董現(xiàn)春;武軍寬;牛濤;李海波;朱國(guó)森;章軍;王學(xué)強(qiáng);郭佳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 首鋼總公司
• 主分類號(hào): C22C38/14
• 分類號(hào): C22C38/14;B21B37/74
• 代理公司: 首鋼總公司專利中心 11117
• 代理人: 張鏑

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋼鐵材料生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種低溫工程機(jī)械用鋼及其生產(chǎn)方法，特別是一種屈服強(qiáng)度600MPa和700MPa級(jí)低溫工程機(jī)械用鋼及其生產(chǎn)方法。通過(guò)嚴(yán)格控制軋制工藝使母材具有優(yōu)異的強(qiáng)韌性匹配，并且材料在較大線能量焊接條件下能夠保持具有較高的強(qiáng)度、低溫沖擊韌性及冷彎性能。

背景技術(shù)

600MPa和700MPa工程機(jī)械用鋼目前已廣泛應(yīng)用于制造汽車起重機(jī)吊臂以及混凝土泵車臂，國(guó)內(nèi)各大工程機(jī)械加工企業(yè)隨著使用材料強(qiáng)度等級(jí)的提升，對(duì)材料的力學(xué)性能、焊接性能以及成型性能提出了越來(lái)越嚴(yán)格的要求。如700MPa?D級(jí)鋼板要求母材屈服強(qiáng)度大于700MPa的同時(shí)，保證-20℃沖擊功大于47J。國(guó)內(nèi)一些大型機(jī)械加工企業(yè)對(duì)母材的橫向沖擊功也提出嚴(yán)格要求，需保證橫向-20℃沖擊功大于47J。由于熱連軋鋼板存在的各項(xiàng)異性，橫向低溫沖擊功要低于縱向的沖擊功，即橫向?yàn)闆_擊韌性的薄弱環(huán)節(jié)。為確保工程機(jī)械用鋼板在天氣寒冷地區(qū)的安全應(yīng)用，應(yīng)確保鋼板在強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求同時(shí)具有優(yōu)異的橫向和縱向低溫沖擊韌性。保證高強(qiáng)度級(jí)別鋼板強(qiáng)韌性良好匹配需要從冶煉到軋制全流程生產(chǎn)工藝嚴(yán)格控制。

另一方面，目前在工程機(jī)械用鋼領(lǐng)域如何保證和提高焊接熱影響區(qū)的強(qiáng)度和低溫沖擊韌性也逐漸成為限制高強(qiáng)度級(jí)別高強(qiáng)鋼國(guó)產(chǎn)化的主要難題之一，要保證焊接后熱影響區(qū)的抗拉強(qiáng)度和低溫沖擊韌性不低于母材的力學(xué)性能要求，需要從材料的合金成分體系設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)工藝加以綜合考慮。

對(duì)于工程機(jī)械領(lǐng)域用鋼，特別是制造汽車起重機(jī)吊臂或混凝土泵車臂的鋼板，對(duì)板形的要求極為苛刻，需要鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)工程機(jī)械用高強(qiáng)鋼時(shí)同時(shí)考慮用戶在使用過(guò)程中板形是否可以滿足正常下料后的要求，應(yīng)盡量減小和消除高強(qiáng)鋼鋼板的殘余應(yīng)力，保證使用過(guò)程中不產(chǎn)生嚴(yán)重的翹曲、旁彎等板形缺陷。

現(xiàn)有技術(shù)中涉及600MPa和700MPa工程機(jī)械用高強(qiáng)鋼的生產(chǎn)方法的專利技術(shù)，如專利申請(qǐng)?zhí)?00910083634.7介紹了一種基于薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)方式生產(chǎn)600MPa級(jí)高強(qiáng)鋼的生產(chǎn)方法，但該專利未對(duì)材料的低溫沖擊韌性加以有意控制和闡述，同時(shí)難以保證材料的焊接性能。專利申請(qǐng)?zhí)?01010237136.6介紹了一種熱連軋方式生產(chǎn)600MPa級(jí)高強(qiáng)鋼的生產(chǎn)方法，不足之處在于在較大線能量焊接時(shí)難以保證熱區(qū)力學(xué)性能。專利申請(qǐng)?zhí)?00910010662.6介紹了一種基于Ti強(qiáng)化的600MPa高強(qiáng)鋼生產(chǎn)方法，通過(guò)添加少量B提高強(qiáng)度，但該專利中采用了較高的軋制溫度，控制軋制效果較差，低溫沖擊韌性難以保證，同時(shí)未對(duì)材料焊接性能進(jìn)行試驗(yàn)和描述。涉及700MPa級(jí)高強(qiáng)鋼生產(chǎn)方法的專利中，如專利申請(qǐng)?zhí)?00910083635.1中介紹了一種采用Nb-Ti-V微合金化生產(chǎn)屈服強(qiáng)度700MPa級(jí)高強(qiáng)鋼，該專利文獻(xiàn)的不足之處在于難以保證材料的低溫沖擊韌性和焊接性能。專利申請(qǐng)?zhí)?01010101815.0介紹了一種采用高Cr+Nb+Ti強(qiáng)化生產(chǎn)700MPa級(jí)高強(qiáng)鋼的生產(chǎn)方法，需添加0.3％～0.8％的Cr元素，軋制工藝采用了較高了軋制溫度，粗軋結(jié)束溫度1060℃，精軋結(jié)束溫度850℃～950℃，控軋效果的減弱導(dǎo)致材料低溫沖擊韌性大幅下降。

對(duì)于600MPa和700MPa級(jí)工程機(jī)械用熱軋鋼板(厚度規(guī)格在3mm～16mm)的生產(chǎn)，現(xiàn)有技術(shù)的不足之處在于：

(1)在化學(xué)成分設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)中忽略了材料的焊接性能，特別是在較大線能量焊接條件下，材料難以保證性能達(dá)到母材的標(biāo)準(zhǔn)要求，造成安全隱患；

(2)沒(méi)有從控制生產(chǎn)工藝角度對(duì)材料的低溫沖擊韌性加以嚴(yán)格控制，如材料的橫向低溫沖擊韌性難以達(dá)到D級(jí)鋼板的要求；

(3)沒(méi)有通過(guò)工藝手段對(duì)高強(qiáng)鋼開平板的板形質(zhì)量加以控制，鋼板很難保證用戶使用過(guò)程中下料后對(duì)板形的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種低溫工程機(jī)械用鋼及其生產(chǎn)方法，特別適用于較大線能量焊接的屈服強(qiáng)度600MPa和700MPa級(jí)工程機(jī)械用鋼熱軋卷板類產(chǎn)品。采用低成本高Ti成分體系，添加了0％-0.3％Mo、0％-0.002％B中的一種或兩種復(fù)合添加，顯著提高焊接性能，保證較大焊接線能量下熱區(qū)強(qiáng)度和低溫沖擊韌性。采用冶煉—軋制全流程工藝嚴(yán)格控制，保證了母材具有優(yōu)異的強(qiáng)韌性匹配。采用罩式退火去除殘余應(yīng)力，改善板形質(zhì)量，卷板開平后可用于制造汽車起重機(jī)吊臂以及混凝土泵車臂。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：