[發(fā)明專(zhuān)利]低屈強(qiáng)比低裂紋敏感性Q550CF調(diào)質(zhì)鋼及生產(chǎn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410240349.2
• 申請(qǐng)日: 2014-05-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104195429A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋欣;王根磯;王志勇;鄒楊;顧林豪;劉春明;宋偉夫;王坤;馮路路;鄭會(huì)平
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 秦皇島首秦金屬材料有限公司;首鋼總公司
• 主分類(lèi)號(hào): C22C38/14
• 分類(lèi)號(hào): C22C38/14;C21D8/02
• 代理公司: 北京華誼知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋼鐵材料技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種低屈強(qiáng)比低裂紋敏感性Q550CF調(diào)質(zhì)鋼及生產(chǎn)方法，適用于工程機(jī)械用鋼領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工程機(jī)械、橋梁、建筑等基礎(chǔ)設(shè)施的技術(shù)水平不斷提高，其對(duì)結(jié)構(gòu)用鋼的強(qiáng)度、韌性、塑性及焊接性能等要求越來(lái)越高。但隨著強(qiáng)度級(jí)別提高，結(jié)構(gòu)發(fā)生脆斷的危險(xiǎn)性增大。

一般情況下，材料的屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度呈現(xiàn)正相關(guān)的關(guān)系(屈強(qiáng)比為屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度比值)。相關(guān)結(jié)構(gòu)用鋼標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)在對(duì)材料強(qiáng)度級(jí)別不斷修訂的同時(shí)，對(duì)韌性、塑性和屈強(qiáng)比等延性指標(biāo)也進(jìn)行嚴(yán)格的限制。試驗(yàn)研究與工程實(shí)踐均表明，屈強(qiáng)比是關(guān)系結(jié)構(gòu)安全性的一個(gè)重要力學(xué)性能指標(biāo)。屈強(qiáng)比偏高，即屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度間距過(guò)小，材料發(fā)生變形不久就會(huì)斷裂。但屈強(qiáng)比低的材料，在外拉力作用下容易產(chǎn)生塑性變形，因其抗拉強(qiáng)度高，材料不會(huì)輕易斷裂。故塑性變形可以作為斷裂的征兆，到達(dá)斷裂的時(shí)間越長(zhǎng)，材料的安全性越高。為保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性，要求材料在斷裂之前具有足夠的塑性變形，即要求材料具有低的屈強(qiáng)比。

低焊接裂紋敏感性高強(qiáng)度鋼在不預(yù)熱或低預(yù)熱的情況下焊接不出現(xiàn)裂紋，國(guó)際上稱(chēng)為CF(Crack?Free)鋼。此類(lèi)鋼的主要特點(diǎn)是具有低的Pcm值、低碳當(dāng)量、優(yōu)異的焊接性能，同時(shí)具有低碳含量、高強(qiáng)度、高韌性等特點(diǎn)；其主要生產(chǎn)方法一般有TMCP、TMCP+回火或調(diào)質(zhì)(淬火+回火)。

TMCP或“TMCP+回火”高強(qiáng)度CF鋼，組織類(lèi)型為針狀鐵素體或板條貝氏體，屈強(qiáng)比較高(一般在0.88～0.93之間)。如要降低屈強(qiáng)比，需降低鋼板控制軋制后的冷速以獲得一定數(shù)量的粒狀貝氏體，但其強(qiáng)度和低溫韌性有降低的趨勢(shì)。調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度CF鋼，回火后的組織類(lèi)型為回火索氏體，屈強(qiáng)比亦較高(一般在0.90～0.95之間)；同時(shí)，為了保證調(diào)質(zhì)鋼淬透性，在適當(dāng)提高C含量的前提下，一般需要添加Ni、Cr、Mo、Cu等合金元素，C含量的提高及合金元素的添加，增加Pcm指數(shù)及碳當(dāng)量Ceq值，對(duì)材料的焊接性能產(chǎn)生不利影響。

對(duì)比文件1，申請(qǐng)?zhí)枮椤?00910046442.9”的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利“低碳低焊接裂紋敏感性的高強(qiáng)度鋼、鋼板及其制造方法”公開(kāi)一種屈服強(qiáng)度達(dá)700Mpa至800Mpa最大厚度規(guī)格60mm低焊接裂紋敏感性鋼，其成分設(shè)計(jì)中添加0.10％～0.40％貴重合金Mo，同時(shí)添加其它含量不等的Ni、Cr、Cu等合金元素，采用調(diào)質(zhì)工藝(高溫淬火+高溫回火)，制造成本明顯偏高；同時(shí)，其實(shí)例中所制造的20mm～60mm規(guī)格低裂紋敏感性鋼屈強(qiáng)比一般在“0.90～0.97”之間，屈強(qiáng)比偏高，大大降低材料使用安全性。

對(duì)比文件2，申請(qǐng)?zhí)枮椤?00810224730.4”的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利“一種低焊接裂紋敏感性調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度鋼板及其制造方法”公開(kāi)一種抗拉強(qiáng)度610Mpa水電用鋼，與專(zhuān)利1一樣，其成分設(shè)計(jì)中仍添加0.10％～0.20％Mo及0.30％～0.50％Ni等貴重合金，采用正常調(diào)質(zhì)工藝，成本亦明顯偏高；且其實(shí)例中所涉及的12mm規(guī)格鋼板的屈強(qiáng)比在0.85以上，而抗拉強(qiáng)度級(jí)別僅為610MPa級(jí)別。

對(duì)比文件3，申請(qǐng)?zhí)枮椤?00710042357.6”的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利“具有優(yōu)良焊接性的低屈強(qiáng)比HT780鋼板及其制造方法”公開(kāi)一種抗拉強(qiáng)度780Mpa級(jí)低屈強(qiáng)比鋼板的制造方法，，其成分體系中添加較多的Cr、Ni、Mo、Cu等貴重合金，對(duì)“Mn/C”比、“Ti/N”比、“Ni/Cu”比等采取嚴(yán)格限制，成分設(shè)計(jì)復(fù)雜；采用“正火+回火”工藝生產(chǎn)，工序也較多。合金多、工序多，導(dǎo)致其制造成本高，不易推廣并指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)。

對(duì)比文件4，申請(qǐng)?zhí)枮椤?00910061106.1”的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利“一種高強(qiáng)度低屈強(qiáng)比焊接結(jié)構(gòu)鋼及生產(chǎn)方法”公開(kāi)一種抗拉強(qiáng)度550Mpa～700Mpa級(jí)低屈強(qiáng)比鋼板的制造方法，其成分體系中添加較多的Mn、Si、Cr、Ni、Mo、Cu等合金，并對(duì)合金成分“[Mn％]+[Cr％]＝2.20％～2.80％”進(jìn)行限制，且低裂紋敏感性指數(shù)Pcm偏高(最高已到0.30％)，對(duì)軋制過(guò)程要求也很?chē)?yán)格；在冷卻過(guò)程中，采用分階段冷卻；最后進(jìn)行消應(yīng)力回火，生產(chǎn)過(guò)程比較復(fù)雜，成本也不低。

對(duì)比文件5，申請(qǐng)?zhí)枮椤?00910089346.2”的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利“屈服強(qiáng)度460MPa級(jí)低屈強(qiáng)比建筑用特厚鋼板及制造方法”提供一種80mm及其以上規(guī)格特厚鋼板制造方法，合金體系中添加0.16％的碳，已不屬于低裂紋敏感性CF鋼范疇，其碳當(dāng)量Ceq已大于0.40％；同時(shí)，其屈服強(qiáng)度僅為440Mpa，并且屬于建筑用鋼領(lǐng)域。