[發(fā)明專利]一種高均勻塑性變形的高強(qiáng)度中厚鋼板及其生產(chǎn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410539481.3
• 申請(qǐng)日: 2014-10-13
• 公開（公告）號(hào): CN104294165A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張?zhí)K淵;朱振華;王海寶;鄒揚(yáng);顧林豪;劉春明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 首鋼總公司
• 主分類號(hào): C22C38/38
• 分類號(hào): C22C38/38;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)明屬于金屬材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高均勻塑性變形的低成本高強(qiáng)度中厚鋼板及其生產(chǎn)方法，該生產(chǎn)方法適用于鋼質(zhì)潔凈度高、能實(shí)現(xiàn)大壓下軋制和高冷速冷卻的寬厚板生產(chǎn)線。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)技術(shù)中，生產(chǎn)屈服強(qiáng)度超過550Mpa的中厚鋼板成分設(shè)計(jì)方面普遍綜合添加Nb、V、Ni、Cr、Mo、Cu等貴重金屬，生產(chǎn)工藝上采用控制軋制控制冷卻+回火或者調(diào)質(zhì)等其他熱處理手段，工序成本高，且其屈強(qiáng)比為0.92-0.98。屈強(qiáng)比是表征材料因過載而發(fā)生整體均勻塑性變形能力的力學(xué)參量，其與材料的加工硬化能力密切相關(guān)。隨著各種機(jī)械、橋梁、建筑、管線和海洋平臺(tái)等基礎(chǔ)設(shè)施或裝備用鋼的需求量越來越大，質(zhì)量性能要求越來越高，鋼板不僅要求具有較高的強(qiáng)度，同時(shí)需要良好的低溫韌性、高均勻塑性變形能力、抗疲勞性能和抗斷裂特性等。因此開發(fā)具有低屈強(qiáng)比、高均勻塑性變形能力、高強(qiáng)韌性、良好抗震性的經(jīng)濟(jì)型高強(qiáng)度中厚鋼板具有重要的意義。

在本發(fā)明前，專利號(hào)為CN103725973A的低成分低Pcm值800MPa級(jí)高強(qiáng)鋼及其生產(chǎn)方法，合理設(shè)計(jì)低Pcm值高強(qiáng)度鋼成分體系，在不添加Ni、Mo、Cu等合金的前提下，采用低C、適當(dāng)?shù)腗n及Cr，合理添加微合金元素Nb、V及微量元素B，通過嚴(yán)格的兩階段控制軋制、軋制后使用“UFC+ACC”聯(lián)合冷卻及后續(xù)回火處理，綜合利用合金元素Mn、Cr、Nb及V在鋼板軋制、冷卻及回火過程中的各種強(qiáng)化作用所生產(chǎn)的低焊接裂紋敏感性抗拉強(qiáng)度800MPa級(jí)高強(qiáng)度鋼。與本發(fā)明相比，該專利生產(chǎn)鋼板經(jīng)過回火處理，生產(chǎn)成本高，自然資源消耗更多。

專利號(hào)為CN103952643A的一種屈服強(qiáng)度690MPa級(jí)低屈強(qiáng)比鋼板及其制備方法，與本專利比，該發(fā)明(1)采用Ni、Mo微合金元素，合金成本高；(2)O≤20ppm、H≤2ppm，要求煉鋼連鑄設(shè)備配置高，工藝控制極其嚴(yán)格，工藝控制成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高均勻塑性變形的低成本高強(qiáng)度中厚鋼板及其生產(chǎn)方法。

本發(fā)明化學(xué)成分采用簡單的Cr、Nb、B的微合金化設(shè)計(jì)，按重量百分比為C：0.03-0.10％，Si：0.1-0.5％，Mn：1.7-2.0％，P≤0.008％，S≤0.006％，Al：0.02-0.05％，Cr：0.3-0.8％，Nb：0.08-0.12％，Ti：0.01-0.02％，余量為Fe及不可避免的夾雜。

各元素作用如下：

C：選擇為0.03-0.1％。碳含量對(duì)鋼材的強(qiáng)度、韌性和焊接性能都有影響。必要的碳含量起到固溶強(qiáng)化的作用，與加入的Nb、Ti元素作用，析出微合金碳化物，起到抑制再結(jié)晶和析出強(qiáng)化的作用。

Si：選擇為0.1-0.5％。Si是煉鋼脫氧的必要元素，且以固溶強(qiáng)化形式提高鋼的強(qiáng)度；含量太低脫氧效果不佳，含量太高會(huì)降低韌性，可焊性較差。

Mn：選擇為1.5-2.0％。Mn是固溶強(qiáng)化和提高鋼板抗拉強(qiáng)度的最重要元素，在調(diào)質(zhì)鋼中還能降低奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變溫度，擴(kuò)大奧氏體相區(qū)，有利于控軋過程中對(duì)晶粒尺寸的控制，獲得細(xì)小組織，利于低溫韌性的改善，且其成本低廉，應(yīng)用經(jīng)濟(jì)，因此本發(fā)明中把Mn左右主要合金元素。

Al：選擇為Al：0.02-0.05％。Al為脫氧元素，形成AlN有效硅細(xì)化晶粒，與Si相似，含量不足，脫氧效果很差，太高則影響韌性。

Nb：選擇為0.08-0.12％。Nb能夠有效地抑制奧氏體再結(jié)晶，提高再結(jié)晶溫度，擴(kuò)大未再結(jié)晶區(qū)范圍，為精軋階段控制軋制加大壓下量來細(xì)化最終組織提供保證。其中，固溶鈮的細(xì)小碳氮化物對(duì)奧氏體晶界及亞結(jié)晶起到釘扎拖曳作用，在冷卻過程中，部分固溶鈮可以在貝氏體中析出碳氮化物，起到析出強(qiáng)化的作用。

Ti：選擇為0.01-0.02％。鈦除了固定氮元素，還可以阻止加熱、軋制和焊接過程中晶粒的長大，改善母材和焊接熱影響區(qū)的韌性。

S和P：選擇為≤0.010％和0.006％。P、S均為有害元素，嚴(yán)格控制P、S含量有利于提高鋼板的低溫韌性。

Cr：選擇為0.5-0.9％，增加鋼板淬透性，提高鋼板強(qiáng)度，增加馬氏體/鐵素體板條間位相差，改善低溫韌性；能與C和P反應(yīng)，在表面一層很薄的硬層，改善鋼板硬度和耐磨性能。

B：選擇為0.001-0.002％，顯著增加鋼板的淬透性，價(jià)格低廉，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，加入過多對(duì)鋼板韌性和焊接性能不利。

本發(fā)明的采用的生產(chǎn)工藝如下：

(1)電爐冶煉方坯，加熱溫度1250℃，保溫時(shí)間1.5-2h，使0.08-0.12％Nb、Cr等元素能夠充分固溶，奧氏體化充分；