[發明專利]一種高強度調質鋼板低成本制造方法

無效

• 申請號: 201210311306.X
• 申請日: 2012-08-28
• 公開（公告）號: CN102787275A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 孫衛華;胡淑娥;肖豐強;王煥洋;周瑞;侯東華;李敏;王南輝;李梅廣
• 申請（專利權）人: 濟鋼集團有限公司
• 主分類號: C22C38/32
• 分類號: C22C38/32;C22C38/38;C21D8/02
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 韓百翠

技術領域

本發明屬于冶金技術領域，具體涉及一種高強度調質鋼板低成本制造方法。

背景技術

隨著現代工業的發展，對鋼鐵材料性能的要求越來越高。國際上工程機械向著輕型化、高參量化和長壽命的方向發展，廣泛采用高強鋼制造。近幾年，隨著煤炭業開發建設的迅速發展，強勁拉動了煤機行業的發展速度，支架結構件材料正越來越多地采用高強度鋼材。目前Q460、Q550、Q620、Q690高強鋼板已廣泛用于礦山機械、工程機械、港口機械等領域。目前有關高強度鋼的制造方法也形成多項專利，這些專利普遍將添加合金元素（如Ni、Mo、Cu、Nb、V等）作為提高鋼材性能的主要途徑，合金元素添加較多以致生產成本較高等問題。且現有的制造方法需要針對每一級別鋼種設計一種成分，無法快速響應客戶多品種、小批量訂單要求，組爐組澆困難，余材浪費嚴重。

湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司申請的CN101497971A專利（一種高強度調質鋼及其生產方法），采用了較多的貴重元素：0.18%-0.35%的Mo（能有效增強鋼的淬透性和淬硬性，使鋼淬火后得到均勻細小的馬氏組織，顯著提高鋼的強度和韌性），0.18%-0.40%的Ni（增強鋼板的低溫沖擊韌性），0.04%-0.06%的Nb（增強鋼板的低溫沖擊韌性），在合金體系方面仍屬于傳統調質高強鋼，不具備成本優勢。且未開發出高強鋼的柔性制造方法（其成分設計及回火工藝僅適用于Q690級別），無法通過調整回火工藝來實現“一鋼多級”柔性化控制。

東北大學與南京鋼鐵股份有限公司共同申請的CN102080190A專利（一種屈服強度700MPa級工程機械用調質鋼板及其制備方法），在成分設計中依然采用了部分的貴重合金元素：0.10%-0.30%的Ni，0.02%-0.04%的Nb，不具備成本優勢。且未開發出高強鋼的柔性制造方法（其成分設計及回火工藝僅適用于Q690級別），無法通過調整回火工藝來實現“一鋼多級”柔性化控制。

因此，針對上述制造方法存在的原料成本較高，成分設計及回火工藝僅適用于某一種鋼種的問題，開發一種生產成本較低、強韌性匹配良好、焊接性能優良、工藝適應性強的高強度調質鋼板低成本制造方法，具有積極的現實意義。

發明內容

本發明克服了現有的制造方法存在的生產成本較高和沒有相應的柔性制造工藝問題，在傳統調質高強鋼板的基礎上，取消Ni、Mo、Cu、Nb、V等貴重合金元素添加，采用成分簡易的Mn、Cr和B合金化提高鋼板淬透性，優化回火工藝，保證鋼板性能。其次，根據不同強度級別鋼的不同性能要求，充分發揮Cr及回火工藝在調質鋼中的作用，采用同一成分體系簡化設計，通過調整后續熱處理工藝尤其是回火工藝的技術路線，實現600-800MPa級強度級別、C-E級質量級別的“一鋼多級”柔性化控制，實現調質鋼強度級別提高而生產成本不增加，達到技術、質量、成本、生產的有效平衡。

本發明的高強度調鋼板，其化學成分為（wt%）：C：0.14-0.18％，Si：0.10-0.40％，Mn：1.40-1.70％，Cr：0.40-0.60％，Al：0.02-0.06％，Ti：0.010-0.030％，B：0.0010-0.0030％，P≤0.015％，S≤0.005％，其余為Fe和不可避免的雜質。

制造方法：按照上述的成分制造鋼坯，將鋼坯加熱到1050～1250℃，控制軋制成規定厚度，軋后空冷至室溫；然后進行亞溫淬火：加熱溫度810-850℃，保溫系數1.6-1.8min/mm，出爐后水淬至室溫；進一步采用四種回火工藝，分別得到4種不同性能的鋼板。

回火工藝（1）：加熱溫度670-700℃，保溫系數2.0min/mm，獲得的鋼板性能滿足6-60mm?Q460級別0—-40℃沖擊力學性能要求。

回火工藝（2）：加熱溫度630-660℃，保溫系數2.0min/mm；獲得的鋼板性能滿足6-60mm?Q550級別0—-40℃沖擊力學性能要求。

回火工藝（3）：加熱溫度590-620℃，保溫系數2.2min/mm；獲得的鋼板性能滿足6-60mm?Q620級別0—-40℃沖擊力學性能要求。

回火工藝（4）：加熱溫度540-580℃，保溫系數2.5min/mm；獲得的鋼板性能滿足6-60mm?Q690級別0—-40℃沖擊力學性能要求。

各主要化學成分及含量在本發明中的作用是：

C：對提高鋼的強度作用明顯，是最廉價的強化元素。隨著碳含量的提高，鋼的強度提高，塑性、韌性下降，焊接性能變差，綜合考慮性能要求、冶煉成本等技術經濟指標，碳含量范圍0.14-0.18％。