[發明專利]一種低合金鋼板及鋼板的熱處理方法

有效

• 申請號: 201310744482.7
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN103667912A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 張鵬;周平;王騰飛;李燦明;馮文義;武文健;劉清
• 申請（專利權）人: 萊蕪鋼鐵集團有限公司
• 主分類號: C22C38/14
• 分類號: C22C38/14;C21D1/28
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉;楊林

技術領域

本發明屬于中厚板鋼板生產領域，主要涉及一種低合金鋼板及鋼板的熱處理方法。

背景技術

正火鋼板廣泛應用于壓力容器、高層建筑、橋梁、工程機械等領域，具有不可替代的作用，特別是一些風電、容器項目，在項目設計時就強制要求使用正火鋼板。

傳統的正火工藝，加熱后空冷，冷卻速度較慢，鋼板的晶粒在高溫下長大，機械性能尤其是強度性能下降幅度較大。采用提高碳元素、合金元素含量的方法保證鋼板的強度性能，會導致焊接性能惡化，同時又會提高冶煉成本。

CN101831532A提供了一種鋼板正火后加速冷卻工藝方法，鋼板在熱處理爐中加熱溫度為850～950℃，冷速控制在2～20℃/s，鋼板表面終冷溫度控制在400-700℃，冷卻方式為氣霧冷卻和層流冷卻結合或氣霧冷卻和噴射冷卻結合。

CN101319270A提供了一種提高正火后鋼板力學性能的熱處理方法，鋼板加熱溫度為Ac3以上30～50℃，保溫3～40min，出爐后采用淬火機進行弱水冷處理，鋼板表面終冷溫度控制在600～800℃。

CN102605238A提供了一種50公斤級正火鋼板，其化學成分為：C:0.05～0.25wt%、Si：0.10～0.50wt%、Mn：0.80～1.60wt%、Cu：≤0.40wt%、Mo：≤0.13wt%、Ni：≤0.40wt%、P：≤0.020wt%、S：≤0.020wt%、Nb：≤0.030wt%、V：≤0.040wt%、Ti：0.010～0.060wt%、Al：0.02～0.1wt%，其余為Fe和其他不可避免的雜質。熱處理采用常規正火處理，鋼板在加熱爐中加熱溫度為910℃，保溫時間44～62min，出爐后空冷。

CN102719737A提供了一種屈服強度460MPa級正火高強韌鋼板及其制造方法，其化學成分為：C：0.14wt%～0.20wt%，Si：0.20wt%～0.60wt%，Mn：1.20wt%～1.70wt%，V：0.12wt%～0.20wt%，Ni：0.15wt%～0.40wt%，N：0.005wt%～0.020wt%，Alt：0.005wt%～0.040wt%，P≤0.015wt%，S≤0.005wt%，其余為鐵Fe和不可避免的雜質。采用控軋+常規正火方式生產，鋼板正火溫度控制在880～920℃，保溫時間15～40min，出爐后空冷。

上述專利文獻公開的技術方案存在如下不足：一是需要添加Ni、V或Ni、Mo、Nb、V、Ti、Cu等微合金元素，合金含量大，成本高；二是采用常規正火，晶粒粗大、厚度方向均勻性差，鋼板韌性差，且能耗大；三是冷速較低，鋼板的可控終冷溫度較高，正火后水冷工藝應用的靈活性較差。

發明內容

本發明的目的是提供一種低合金高強鋼板，通過加快正火后鋼板的冷卻速度、控制相變類型、細化組織、提高鋼板的強度性能，并且保持鋼板的韌性不降低、改善鋼板的可焊接性能，并提供該鋼板的熱處理方法。

本發明提供的低合金高強度鋼板，其組成為：C:0.12～0.20wt%、Si：0.20～0.60wt%、Mn：1.20～1.80wt%、P：≤0.030wt%、S：≤0.030wt%、Nb：0.020～0.080wt%、V：≤0.050wt%、Ti：0.010～0.060wt%、Al：0.015～0.045wt%，其余為Fe和不可避免的雜質。所述鋼板的厚度為8～80mm厚度。

優選地，所述鋼板的化學成分的質量百分比為：C:0.15～0.18wt%、Si：0.20～0.45wt%、Mn：1.40～1.60wt%、P：≤0.020wt%、S：≤0.015wt%、Nb：0.030～0.050wt%、V：≤0.040wt%、Ti：0.015～0.035wt%、Al：0.020～0.045wt%，其余為Fe和微量雜質。

本發明各元素的作用如下：

碳：作為最主要的固溶強化元素，顯著提高鋼的強度。但碳對提高鋼的沖擊韌性尤其是上平臺沖擊功非常不利，還明顯損害焊接性能。因此，本發明的鋼板限定C含量在0.12～0.20wt%范圍內，其優選范圍為0.15～0.18wt%。

硅：鋼中脫氧元素之一，同時具有較強的固溶強化作用，但過量的Si將惡化鋼的韌性及焊接性能。因此，本發明的鋼板限定硅含量在0.20～0.60wt%，其優選范圍為0.20～0.45wt%。