[發明專利]一種高強韌低時效敏感性熱軋板及其制造方法

無效

• 申請號: 201410009054.4
• 申請日: 2014-01-09
• 公開（公告）號: CN103757548A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 趙坦;楊軍;李黎明;王若剛;劉源;方恩俊;李廣龍
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C22C38/38
• 分類號: C22C38/38;C22C38/24;C21C5/30;C21C7/072;C21C7/10;C21D8/02
• 代理公司: 鞍山華惠專利事務所 21213
• 代理人: 趙長芳

技術領域

本發明屬于低合金鋼生產技術領域，尤其涉及一種屈服強度460MPa級高強韌低時效敏感性正火中厚熱軋板及其制造方法。

背景技術

目前，460MPa級低合金正火鋼板一般采用?Nb、V為主要強化元素，因此經濟性不高。460MPa級正火熱軋結構鋼板被廣泛應用于大型工程機械、建筑、油田鉆井平臺、特高壓輸電構件、交通工具的框架結構、壓力容器等領域。同時采用兩階段軋制工藝或控冷工藝。

例如，申請號201010597667.6提供了一種“低合金高強度鋼板Q460C及其制造方法”，申請號201010597658.7提供的一種“低合金高強度鋼板Q460E-Z35及其制造方法”，均采用V-Ti-Nb微合金化，鋼坯加熱溫度1240℃，兩階段控軋，終軋溫度≤860℃。

新日本制鐵株式會社申請號為01801553.0的專利“在焊接熱影響區具有優良CTOD性能且屈服強度不低于460MPa的厚鋼板”，首鋼公司申請號200810119505.4公開的“屈服強度460MPa級低屈強比建筑用特厚鋼板及制造方法”，其Nb含量≥0.35wt%，存在經濟性較差的問題。

研究表明，在生產50mm以上厚規格鋼板時，由于壓縮比小，一方面TMCP工藝的優勢難以充分發揮，鋼板厚度方向上往往出現組織不均勻的現象。以“水冷”為主要特征的TMCP工藝下鋼板中殘余應力以及性能不穩定均需要在后續正火中得以改善。如果不通過爐內補充正火，而是在軋制過程中直接達到這種狀態，在節約能源、提高效率方面會有更多的優越性。這類鋼板被界定“在一定溫度范圍內進行最后變形的軋制工藝，可導致一種材料條件等于正火后獲得的條件，這樣即使在正火后也可保持力學性能的特殊值”，也稱正火軋制。

上述界定并非簡單意義上的“在正火溫度以上完成軋制”，而是對材料成分設計、加工乃至材料的使用性能均提出了更高的要求。申請號201210290416.2提供的“一種微合金化橋梁鋼板及其正火軋制工藝”，采用兩階段正火軋制工藝，但是Nb、V含量較高，元素作用沒有充分發揮，僅適用于40mm以下規格橋梁鋼板的生產。申請號201010235925.6公開的“一種正火軋制生產韌性優良管線鋼中厚板的方法”，采用Nb、V、N合金化，兩階段軋制，終軋溫度在Ac3+（30-50℃）的正火軋制工藝，獲得了性能優異的管線鋼厚板產品，但是主要針對25mm以下規格鋼板設計，Nb、V含量較高（V：0.02-0.1%，Nb：0.01-0.05%），缺乏經濟優勢。雖然采用N合金化理念進行合金設計，但是該申請沒有從抗時效敏感性的角度，對N和鋼中強氮化物的形成元素加以控制和約束，且該申請的N含量較低，因此不適用于460MPa高強韌50mm以上厚規格鋼板。

發明內容

本發明旨在克服現有Nb系正火特厚鋼板性能不均和常規工藝制造成本高，工藝繁瑣的缺陷，提供一種壓縮比大于3、具有高強韌低時效敏感性的460MPa級中厚熱軋鋼板及其正火軋制方法。

本發明在工業生產經驗的基礎上，充分考慮到低合金鋼中強化元素特性、元素之間的相互作用的基礎上，對低合金鋼厚板的合金化理念、正火軋制工藝進行全新的設計，通過取消鋼中高溫抗再結晶元素Nb，Ti，控制C、V、Cr、Ni、N元素含量，并提供該級別鋼中主要固氮強化元素之間的控制關系，滿足大型工程機械、建筑、油田鉆井平臺、特高壓輸電構件、交通工具的框架結構、壓力容器等領域對460MPa級熱軋厚板的需求

本發明采取的技術解決方案如下：

一種高強韌低時效敏感性熱軋板，其特征在于，其化學成分wt%含量為：

C?0.13%-0.17%，Si?0.2%-0.5%，Mn?1.3%?-1.8%，P≤0.015%，S≤0.005%，V?0.03%-0.08%，Cr?0.045%-0.06%，N?0.012%-0.017%，Als?0.01%-0.03%，其中N/V≤0.26，Als≤1.5N+0.0012%，余量為Fe和不可避免的雜質。

本發明高強韌低時效敏感性熱軋板化學成分的作用機理為：

C：是微合金鋼中主要強化元素，是提高鋼板淬透性、控制鋼板正火性能的主要元素。C含量過低，將導致鋼板制備過程抑制晶粒長大及起強化作用的碳化物（如VC等）含量降低，進而降低鋼板強度，此外過低的碳含量還會提升煉鋼成本。，本發明C含量的控制范圍為0.13-0.17wt%。