[發明專利]一種厚度60mm以下屈服強度690MPa級鋼板及其制備方法

在審

• 申請號: 201410546964.6
• 申請日: 2014-10-15
• 公開（公告）號: CN104278206A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 楊建勛;劉菲;孫其家;李廣艷;李新東
• 申請（專利權）人: 山東鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/38
• 分類號: C22C38/38;C22C38/32;C22C33/04
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 王宇楊;楊青

技術領域

本發明屬于鋼鐵技術領域，具體地，本發明涉及一種厚度60mm以下屈服強度690MPa級鋼板及其制備方法。

背景技術

隨著國內鋼結構產業、工程機械、礦山機械等行業蓬勃發展，同時為順應起重機械、挖掘機懸臂梁、礦井用液壓支架等工程機械大型化、高強化的市場需求趨勢，對于屈服強度690MPa級高強鋼板的需求日益強烈。該強度級別鋼板，國內鋼廠普遍采用離線淬火+回火(即調質處理)方式生產，這種生產工藝不僅增加了設備投資，而且工序繁多，生產組織調度困難，生產周期長，生產工序成本高，同時此種工藝體系下開發的鋼板合金成本較高，造成高強鋼經濟效益不佳。為降低生產成本，國內也有采用非調質處理工藝生產高強度鋼板的報道。

在中國專利CN101215624B中，公開了一種高強韌厚鋼板的在線淬火生產工藝方法，在鋼的成分設計方面采用Cr-Cu-Ni-Mo-V-Nb-Ti-B復合添加，鋼的屈服強度在565MPa以下，抗拉強度在645MPa以下。該專利雖然提供了一種基于氣霧及水幕兩階段冷卻方式的軋后在線淬火生產工藝，但不足之處在于僅公開了厚度32mm鋼板的力學性能，而且成分體系復雜、合金成本較高、強度太低，未能充分發揮在線淬火快速提高強度的作用。

在中國專利CN102230057B中，公開了一種采用直接淬火工藝生產石油儲罐鋼板的方法，在鋼的成分設計方面采用Ni-Mo-V-Nb-Ti-Ca-B復合添加，鋼的屈服強度在604MPa以下，抗拉強度在686MPa以下。該專利公開了采用直接淬火工藝生產厚度12～45mm鋼板，但強度同樣太低。

在中國專利CN102851604A中，公開了一種屈服強度690MPa級高強度鋼板的生產方法，板坯經控制軋制后采用在線淬火(DQ)+回火(T)工藝生產，在鋼的成分設計方面采用Cr-Mo-V-Nb-Ti-B復合添加，由于是低碳成分體系設計，需要添加較高含量的錳鐵、鈮鐵及釩鐵合金，造成合金成本較高。

在中國專利CN101328564B中，公開了一種具有優良焊接性的低屈強比HT780鋼板及其制造方法，在鋼的成分設計方面采用Cu-Ni-Mo-V-Nb-Ti-Ca-B復合添加，鋼的屈服強度在686MPa以下。該專利公開了采用直接淬火工藝生產的鋼板不僅強度低，而且后續還需要正火和回火熱處理工序，生產工藝復雜，合金和工序成本高昂。

對現有技術分析之后發現，已經公開的文獻中大部分鋼板的屈服強度不高于690MPa，或者屈服強度達到690MPa，但貴重金屬含量高或熱處理工藝復雜造成生產成本較高，或者未能實現工業生產；同時，針對同時屈服強度達到690MPa級高強鋼板，未發現只進行一道離線熱處理的生產工藝。

發明內容

本發明的目的在于提供一種厚度60mm以下屈服強度690MPa級高強鋼板及其減量化制造方法，通過對化學成分、軋制工藝、冷卻工藝和回火熱處理工藝的控制，在鋼板中獲得一種由板條貝氏體/馬氏體為主的組織，實現了屈服強度690MPa級高強鋼板的生產；同時通過對軋制和冷卻工藝模型的創新開發，實現了鋼板軋后省去離線淬火工序，僅進行一道離線回火熱處理，降低生產組織難度，減少生產工序，縮短生產周期。

本發明的厚度60mm以下屈服強度690MPa級鋼板，其化學成分按重量百分比計包含：C：0.10％～0.20％、Si：0.15％～0.50％、Mn：1.00％～1.60％、Cr：0.10％～0.60％、Als：0.015％～0.050％、Ti：0.008％～0.025％、Mo：0.10％～0.30％、B：0.0008％～0.0030％、P≤0.025％、S≤0.008％、N≤40ppm、O≤20ppm、H≤2ppm，其余為鐵和不可避免的雜質；其中，Als表示酸溶鋁。

本發明的鋼板組織由板條貝氏體和馬氏體為主組成，其屈服強度大于等于690MPa。

以下對根據本發明的厚度60mm以下屈服強度690MPa級高強鋼板的化學成分進行詳細說明。

C：C既是最主要的固溶強化元素，能顯著提高鋼的淬透性，對馬氏體鋼的強度和硬度起決定性的作用，但碳含量的增加使鋼的塑性和沖擊韌性降低，冷脆傾向性和時效傾向性提高，惡化焊接性能。考慮到降碳的同時必須額外增加其它貴重的微合金含量才能保證鋼強度，而這將造成成本大幅度增加，綜合考慮將C的適宜量控制在0.10％～0.20％。

Si：Si進入鐵素體起固溶強化作用，但Si會顯著地提高鋼的韌脆轉變溫度，同時也會惡化塑性及焊接性能，因此，Si的適宜量控制在0.15％～0.50％。