[發明專利]一種高強高韌含Cu鋼及其生產方法

無效

• 申請號: 201210088918.7
• 申請日: 2012-03-30
• 公開（公告）號: CN103361566A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 楊洋;侯家平;董恩龍;鄭英杰;朱瑩光;臧紹雙;喬馨;周丹;修國濤;王動
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C22C38/50
• 分類號: C22C38/50;C21D8/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種屈服強度≥690MPa級，具有良好低溫韌性(-80℃)、低韌脆轉變溫度的含Cu鋼及其生產方法，屬低合金鋼制造領域。

背景技術

低碳(高強度)低合金鋼是重要的工程結構材料之一，被廣泛應用于海洋平臺、船舶制造、鍋爐壓力容器和橋梁等方面。一般鋼材在保證具有高強度的同時，難以保證具備良好的低溫韌性。隨著科技的發展，人們對鋼的強韌性提出了更高的要求，例如兩極科考的船用鋼在服役期間要承受復雜的動態載荷，為了使船舶能在低溫惡劣的環境下持續航行，同時，為減輕船體自重，增加船舶的載重量，提高船速，要求船板鋼具有更高的強度、更高的韌性、以及具備一定的耐腐蝕性能。

研究發現，含Cu鋼經過固溶和時效處理后，能產生良好的沉淀強化作用，補償降低C含量帶來的強度損失；對于鋼的韌性，銅的作用略低于鎳，可以提高鋼的沖擊韌性，同時能降低鋼的脆性轉變溫度；銅還能提高鋼的耐大氣腐蝕性能高溫抗氧化性，改善鋼液的流動性。因此，含Cu鋼在普通低合金鋼、結構鋼、不銹鋼及鑄鋼等領域中已經廣泛開展應用。

專利申請公開號CN?101956138A介紹一種含Cu低合金鋼生產方法，采用的生產工藝為“鋼坯→加熱爐→粗軋→精軋→卷曲”，該專利側重于控制加熱工藝和軋制工藝，解決傳統熱軋工藝流程生產含Cu鋼的表面質量問題，沒有涉及到含Cu鋼成品的性能。

專利申請公開號CN?102011061A介紹了一種高性能含Cu鋼及其熱處理工藝，該專利側重于通過控制Ni/Cu的含量，降低C含量，提高鋼的可焊性，但沒有涉及到含Cu鋼的低溫(-80℃)性能和生產制造方法。

專利200810035367介紹了一種含Cu高強韌鋼的制造方法，但主要用于薄板坯生產，成品厚度規格較薄。

發明內容

本發明的目的在于提供一種含Cu鋼板及其制造技術。開發具有高強度、高韌性、低韌脆轉變溫度的含Cu鋼板。

本發明的目的是這樣實現的，本發明采用低碳含量設計，其化學成分范圍(Wt％)為：C?0.04％～0.07％、Si?0.25％～0.45％、Mn?0.60％～1.00％、Als0.01％～0.03％、Ni2.40％～3.20％、Cu?1.20％～1.60％、Cr?0.65％～0.90％、Mo?0.30％～0.60％、Nb?0.02％～0.04％、Ti?0.01％～0.03％、P≤0.015％、S≤0.010％。余量為鐵及不可避免的雜質。

本發明中對合金元素限定量的理由詳述如下：

C：確保強度所必須的元素，但如果添加量過大，降低鋼板的焊接性能。本發明中其含量控制在0.04％～0.07％。

Si：通過固溶強化來增加鋼的強度的有效元素，含量過高時在一定程度上降低鋼的韌性和塑性。本發明將Si限定在0.25％～0.45％。

Mn：是鋼中重要的固溶強化元素和脫氧元素，Mn能和鋼中的S形成高熔點的MnS，從而避免鋼中低熔點FeS的形成，但是Mn含量過高將影響鋼材的韌性和焊接性能。本發明中將Mn限定在0.60％～1.00％。

P、S：在本鋼種中都是雜質元素。限制在P≤0.015％；S≤0.010％。

Cu：通過固溶強化和沉淀強化來提高鋼的強度，適當提高鋼的耐腐蝕性能。本發明中Cu作為一個強化元素，其含量控制在1.20％～1.60％。

Ni：提高鋼的強度同時提高鋼的低溫韌性，降低鋼的韌脆轉變溫度，提高鋼抗腐蝕能力，Ni加入到含Cu鋼中，可以降低表面熱裂紋傾向。本發明中其含量控制在2.40％～3.20％。

Cr：增加鋼的強度和耐腐蝕性能，提高鋼的回火穩定性。本發明中其含量為0.65％～0.90％。

Mo：提高鋼的淬透性，通過消除或減輕其他合金元素所導致的回火脆性而提高鋼的沖擊韌性，提高鋼的強度和延展性。本發明中其含量控制在0.30％～0.60％。

Nb：微量Nb的加入使再結晶終止溫度提高，促進晶粒細化，但當其含量過高時，影響鋼的焊接性能。本發明中其含量控制在0.02％～0.04％。

Ti：鋼中強碳氮化物形成元素，在焊接熱影響區中能阻止奧氏體晶粒的長大，從而改善鋼的焊接性能。本發明中其含量控制在0.01％～0.03％。

Als：鋼中的脫氧元素，本發明中其含量控制在0.01％～0.03％。

本發明鋼的具體生產工藝特征如下：

生產工藝路線：鐵水預處理→煉鋼→連鑄→鋼坯加熱→軋制→熱處理→成品。