[發明專利]一種屈服強度900~1000MPa級調質高強鋼及其生產方法

在審

• 申請號: 201410810301.0
• 申請日: 2014-12-19
• 公開（公告）號: CN104532157A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 楊阿娜;劉剛;王巍;楊曉臻
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/58
• 分類號: C22C38/58;C22C38/54;C21D8/02
• 代理公司: 上海開祺知識產權代理有限公司 31114
• 代理人: 竺明

技術領域

本發明涉及一種屈服強度900～1000MPa級調質高強鋼及其生產方法，其屈服強度為900～1080MPa，抗拉強度為950～1200MPa，延伸率>10％，-40℃沖擊功>40J，顯微組織為回火馬氏體。

背景技術

采用高強度易焊接結構鋼制造工程機械的梁結構、起重機的吊臂和自卸車的車體等移動設備的構件，都會減輕設備自重，減少燃料消耗，提高工作效率。隨著國際競爭的加劇，采用高強度易焊接結構鋼制造港口機械、礦山機械、挖掘機、裝載機的梁結構、起重機的吊臂和自卸車的車體等移動設備的構件已經成為趨勢。由于工程機械高性能、大型化、輕量化的發展要求，工程機械用鋼的強度級別不斷攀升，從500～600MPa級快速上升到700MPa、900MPa、1000MPa乃至1100MPa。工程機械用超高強鋼由于其苛刻的使用環境和受力條件，對鋼材質量有嚴格的要求，包括強度性能、沖擊性能、折彎性能、焊接性能和板形等。

目前國內生產屈服900～1000MPa級別的高強度鋼板的企業很少，中國專利CN102560274A介紹了一種屈服1000MPa級別高強度厚鋼板的生產方法，采用的是再加熱淬火+回火工藝，對鋼板開平設備要求極高。中國專利CN102134680A介紹了一種屈服強度960MPa級高強鋼的生產方法，采用較低的碳含量設計和較高的Cr含量，C：0.07％～0.09％，Cr：1.05～1.15％，該專利不含Nb、Ti、V微合金元素，Cr含量較高，不利于焊接。中國專利CN101397640A介紹了一種屈服960Mpa級別高強鋼板的生產方法，采用較高的Mo含量設計和較高的回火溫度，Mo含量0.45～0.57％，回火溫度550～600℃。

現有技術中的成分設計沒有控制接頭塑韌性綜合性能，也沒有通過控制夾雜物及組織性能遺傳性改善成品鋼板的強度和韌性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種屈服強度900～1000MPa級調質高強度鋼及其生產方法，該高強度鋼的顯微組織為回火馬氏體，屈服強度為900～1080MPa，抗拉強度為950～1200MPa，延伸率>10％，-40℃沖擊功>40J。

為了達到上述目的，本發明提供的技術方案是：

一種屈服強度900～1000MPa級調質高強鋼，其化學成分重量百分比為：C：0.16～0.20％，Si：0.10～0.30％，Mn：0.80～1.60％，Cr：0.20～0.70％，Mo：0.10～0.45％，Ni：0.10～0.50％，Nb：0.010～0.030％，Ti：0.010～0.030％，V：0.010～0.050％，B：0.0005～0.0030％，Al：0.02～0.06％，Ca：0.001～0.004％，N：0.002～0.005％，P≤0.020％，S≤0.010％，O≤0.008％，其余為Fe及不可避免的雜質，上述元素同時需滿足如下關系式：Ceq?0.51～0.60％，Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15；3.7≤Ti/N≤7.0；1.0≤Ca/S≤3.0；0.8％≤Mo+0.8Ni+0.4Cr+6V≤1.3％。

進一步，所述的屈服強度900～1000MPa級調質高強鋼的屈服強度為900～1080MPa，抗拉強度為950～1200MPa，延伸率>10％，-40℃沖擊功>40J，顯微組織為回火馬氏體。

在本發明的成分設計中：

碳：固溶強化，調整馬氏體組織的強度和塑韌性，經試驗，再加熱淬火后低碳馬氏體的抗拉強度與C含量的關系呈如下關系：Rm＝2510C(％)+790(MPa)，Rm為抗拉強度，C含量在0.16％以上才可以保證淬火態抗拉強度大于1100MPa，再通過回火進一步降低強度，改善韌性；C含量較高會導致整體C當量的提高，焊接時容易產生裂紋，本發明的C含量范圍為0.16～0.20％。

硅：0.10％以上的Si可以起到較好的脫氧作用，Si超過0.30％容易產生紅鐵皮，Si含量較高時容易惡化馬氏體高強鋼的韌性，本發明的硅含量范圍為0.10～0.30％。

錳：Mn元素在0.8％以上可以提高鋼的淬透性，Mn含量超過1.6％容易產生偏析和MnS等夾雜物，惡化馬氏體高強鋼的韌性，本發明的Mn含量范圍為0.80～1.60％。