[發明專利]一種易焊接高性能鋼板的控制冷卻方法

有效

• 申請號: 201310083168.9
• 申請日: 2013-03-15
• 公開（公告）號: CN103114186A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 胡淑娥;侯東華;王金華;劉曉東;肖豐強;侯登義
• 申請（專利權）人: 濟鋼集團有限公司
• 主分類號: C21D8/02
• 分類號: C21D8/02;C21D11/00;C21D1/18;C22C38/38
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 張維斗

技術領域

本發明涉及的是高性能鋼板的生產方法的技術領域，尤其是具有高強韌、低屈強比、高延伸率等不同功能指標的易焊接高性能鋼板的控制冷卻方法。

背景技術

高性能鋼與傳統的低碳鋼相比不僅具有更高的強度，而且具有更好的低溫韌性、可焊性及冷成型性等。其成分設計是在經濟潔凈鋼的基礎上，以經濟型元素Nb、V、Ti、B等替代Mo、Ni等貴重合金的減量化優化設計，結合先進的TMCP技術，通過精確控制冷卻路徑以控制相變過程，充分發掘細晶與復相組織結構的強韌化能力，實現高可焊性、高強韌鋼的批量供應，尤其是附加了低屈強比、高延伸率等功能性指標，順應現代工程機械、煤礦機械、特種汽車等對抗疲勞破壞、冷彎成型等安全、節能環保方面的要求。

但目前國內外鋼廠在高性能鋼實際生產過程中貴重合金的添加量普遍較高，生產600MPa級別以上易焊接高性能鋼時，必然添加一定的Cr、Mo、Ni、Cu等貴重合金。由國家知識產權局公開的一項江蘇沙鋼鋼鐵研究院有限公司申請的申請號為201010295925.5，名為“高強度低裂紋敏感性厚板及其制造方法”的專利，該專利提供了一種采用控軋+控冷工藝生產的屈服強度420MPa鋼種的制造方法，其不足之處在于生產出的鋼板強度級別低，其冷卻速度、終冷溫度適應范圍窄（9-12℃/s，470-580℃），難以實現以一種成分的鋼坯通過后續工藝的調整實現多功能性能指標的柔性化生產，尤其是對影響鋼中軟硬相體積百分比的開冷溫度沒有控制，實現不了低屈強比鋼的生產；鋼的成分中含有貴重合金元素Cu、Ni，實際生產過程中易造成鑄坯和鋼板裂紋；其成分設計還是主要依靠合金元素的強化作用，未體現控制冷卻在實現性能柔性化目標方面的作用。

由國家知識產權局公開的一項寶山鋼鐵股份有限公司申請的申請號為200410084699.0，名為“一種低屈強比易焊接結構鋼厚板及其生產方法”的專利，其不足之處在于該專利采用了高達0.30-0.32%的Ni含量，且Si含量達到1-1.5%，成分設計體系與本專利有明顯不同，同時高Si含量會使焊接裂紋敏感性系數高，可焊性變差。另外，其通過對冷卻階段的控制實現了低屈強比指標，至于為保證高韌塑性指標如何控制開冷、終冷、冷速冷卻參數則未提及。

從上述兩個技術方案中可以看出，在現有技術中多是添加了過多的合金元素，這不僅提高了成本，也沒有能改善鋼的品質，同時又忽略了對現代TMCP技術中，軋制鋼材加速冷卻工藝能起到控制鋼材性能的作用，這是現有技術所存在的不足。?

發明內容

本發明所要解決的技術問題，就是針對現有技術所存在的不足，而提供一種易焊接高性能鋼板的控制冷卻方法的技術方案，通過對合金元素的減量化設計，大大降低了合金成本，減小了焊接裂紋敏感性系數；通過冷卻模式的控制，發揮相變強韌化最大潛能，以工藝手段保證組織細化與復相強化，生產出成品厚度為12-60mm、抗拉強度大于700MPa的具有高強韌或低屈強比或高延伸率不同功能指標的低焊接裂紋敏感性高強鋼板。

本方案是通過如下技術措施來實現的：?一種易焊接高性能鋼板的控制冷卻方法，其化學成分含量按重量的百分比為?C?0.05-0.09%、Si?0.1-0.25%、Mn?1.55-1.65%、Nb?0.025-0.035%、V?0.025-0.035%、Cr?0.20-0.30%、B?0.0008-0.0025%、Alt?0.020-0.045%、Ti?0.015-0.030%、其余為鐵及不可避免的雜質，焊接裂紋敏感性指數Pcm值小于0.21%的鋼坯，在未再結晶區軋制成最終厚度為12-60mm的鋼板，對所述鋼板采取在線冷卻模式以獲得所需力學性能的鋼板。

適用高強韌指標要求的鋼板冷卻模式為，將控軋后鋼板進行水冷的溫度控制在800-760℃，并以15-20℃/s的冷卻速度一次冷卻到500-550℃，然后空冷至室溫；獲得的組織為粒狀貝氏體和一部分板條貝氏體，鋼板性能滿足屈服強度大于600MPa，抗拉強度大于700MPa，延伸率大于16%，?-40℃低溫沖擊大于200J的力學性能要求的高強韌鋼板。?

適用低屈強比指標要求的鋼板冷卻模式為，控軋后鋼板在輸送輥道上空冷待溫，待冷卻至700-650℃時快速進入水冷系統，以18-28℃/s的冷速冷卻到400-450℃，然后空冷至室溫；獲得的組織為40-45%的多邊形鐵素體+粒狀貝氏體+大量的板條貝氏體，鋼板性能滿足屈強比小于0.8，屈服強度大于530MPa，抗拉強度大于700MPa，延伸率大于16%，-40℃低溫沖擊大于120J的力學性能要求的低屈強比鋼板。