[發明專利]一種屈服強度大于1100MPa的貝氏體結構鋼板

無效

• 申請號: 201210433527.4
• 申請日: 2012-11-02
• 公開（公告）號: CN103789611A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 談祁祥
• 申請（專利權）人: 無錫市金蕩機械廠
• 主分類號: C22C38/12
• 分類號: C22C38/12
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 楊小雙

技術領域

本發明涉及鋼鐵冶金技術領域，尤其涉及一種屈服強度大于1100MPa的貝氏體結構鋼板。

背景技術

隨著工業水平的發展，機械、能源、交通、建筑以及原材料等工業領域所涉及的各種工程機械、橋梁、交通工具的制造、生產對屈服強度大于800MPa級以上鋼種的需求越來越大；同時為了達到節約資源、降低生產成本的目的，對現代的結構材料提出了更高的性能要求，不僅僅要求鋼鐵材料有高強度和優良的焊接性能，并具有好的塑性及低溫韌性。傳統的鋼鐵材料是通過提高含碳量與合金總量來達到提高強度的目的，但是這樣做的后果就是犧牲了材料的焊接性能以及低溫韌性。

目前在屈服強度為1100MPa級別的超高強鋼的碳含量基本在0.2％～0.4％左右，主要是以回火馬氏體組織為主，延伸率較低，塑性較差，給成形帶來一定的影響。中國期刊《金屬學報》第43卷第3期中刊登的一篇《低合金超高強度貝氏體鋼的晶粒細化與韌性提高》中公開了一種高強度鋼板的生產工藝，當其屈服強度達到1100MPa以上時，延伸率就會下降到15％左右，同時此鋼種的含碳量為0.25％左右，同時含有較高的Mn、Si含量，因此對焊接性能有很大的影響。

為了解決上述鋼的缺點，本發明者結合各種強化機理，通過添加一定量的Mn、Si及微合金元素，設計出一種高延伸率的低碳貝氏體鋼，低碳貝氏體鋼含碳量較低，合金元素總含量較少，充分利用了微合金元素的細化晶粒作用及微合金的碳氮化物的析出強化和彌散強化作用，從而降低了碳當量以及焊接裂紋敏感系數，因而低碳貝氏體鋼有著高強度及焊接性能的良好配合。根據研究發現貝氏體/馬氏體這種復相組織的強韌性配合較好。微合金元素的添加同時提高了淬透性，更容易獲得下貝氏體與馬氏體的復相組織，同時組織中還含有一定量的殘余奧氏體來改善鋼的韌性。在生產過程中準確控制軋制及冷卻過程，獲得比例合適的混合組織，從而獲得高強度、高延伸率、高韌性等優良性能。

發明內容

本發明的目的在于提出一種屈服強度大于1100MPa的貝氏體結構鋼板，該結構鋼具有高強度、高延伸率、優良的低溫韌性、優良的焊接性能和加工性能。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一種屈服強度大于1100MPa的貝氏體結構鋼板，該結構鋼的化學成分以重量百分數計由下列組份組成：C：0.14％-0.18％、Mn：0.4％-0.6％、Si：0.6％-0.80％、S：≤0.010％、P：≤0.015％、Mo：0.50％-0.70％、V：0.06％-0.10％、Ce：0.05％-0.07％、N：0.0050％-0.010％、B：0.0025％-0.0035％、Al：≤0.035％，余量為Fe及不可避免的雜質。

優選，該結構鋼的化學成分以重量百分數計由下列組份組成：C：0.15％-0.17％、Mn：0.45％-0.55％、Si：0.65％-0.75％、S：≤0.010％、P：≤0.015％、Mo：0.55％-0.65％、V：0.07％-0.09％、Ce：0.055％-0.065％、N：0.007％-0.008％、B：0.0028％-0.0032％、Al：≤0.035％，余量為Fe及不可避免的雜質。

最優選，該結構鋼的化學成分以重量百分數計由下列組份組成：C：0.16％、Mn：0.50％、Si：0.70％、S：≤0.010％、P：≤0.015％、Mo：0.60％、V：0.08％、Ce：0.060％、N：0.0075％、B：0.0030％、Al：≤0.035％，余量為Fe及不可避免的雜質。

本發明中合金元素的的作用為：

碳：影響貝氏體鋼力學性能和焊接性能的主要元素，綜合考慮硬度、韌性，以及焊接冷裂紋敏感性等考慮確定碳含量的上述范圍。

錳：在鋼和焊接近縫區中推遲奧氏體向鐵素體的轉變，對細化貝氏體組織、提高韌性有利。

硅：硅是煉鋼時最有效的脫氧元素之一。

硫和磷：嚴重損害鋼的韌性。因此，硫、磷含量應分別控制在≤0.010％和≤0.015％以下。

鉬：在鋼中促進貝氏體轉變，在高熱輸入焊接近縫區中抑制粗大晶界鐵素體的形成，對提高低溫韌性有利。

釩：在所述鋼中與氮結合形成VN粒子，可促進晶內微細鐵素體的轉變，限制粒狀貝氏體的長大。

鈰：可以有效抑制原奧氏體晶粒的粗化，提高低溫韌性。

鋁：是煉鋼過程中一種重要的脫氧元素，即使在鋼水中加入微量的鋁，也可以有效減少鋼中的夾雜物含量，并細化晶粒。

氮：在所述鋼中是一種關鍵的微合金化元素，要同時有效利用VN和BN的作用，以細化粒狀貝氏體。