[發(fā)明專利]一種抗拉強(qiáng)度≥800MPa級(jí)焊接結(jié)構(gòu)鋼及生產(chǎn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510099430.8
• 申請(qǐng)日: 2015-03-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104630628B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬玉喜;段小林;郭斌;陶軍暉;杜明;宋暢;戴明杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢鋼鐵（集團(tuán)）公司
• 主分類號(hào): C22C38/14
• 分類號(hào): C22C38/14;C21D8/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 段姣姣

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種焊接結(jié)構(gòu)用鋼及生產(chǎn)方法，具體地屬于一種抗拉強(qiáng)度≥800MPa級(jí)焊接結(jié)構(gòu)鋼及生產(chǎn)方法，特別適用于生產(chǎn)厚度為2~12mm的抗拉強(qiáng)度≥800MPa級(jí)焊接結(jié)構(gòu)鋼及生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

從機(jī)械工程領(lǐng)域的發(fā)展來(lái)看，是在向結(jié)構(gòu)高強(qiáng)化、材料輕量化發(fā)展。當(dāng)各種機(jī)械設(shè)備和工程結(jié)構(gòu)件用鋼板的強(qiáng)度提高一倍后，可以大幅度減少所用鋼板的厚度，從而減少鋼材消耗，降低制造成本。隨著這種趨勢(shì)的發(fā)展，其對(duì)工程機(jī)械構(gòu)件材料的強(qiáng)度性能、韌性、焊接性能冷成型性的要求更為突出，從該領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)狀況來(lái)講，有的強(qiáng)度級(jí)別可滿足要求，但韌性、焊接性能冷成型性顯得不足，或者使用性能上能滿足要求，但生產(chǎn)成本較高，不經(jīng)濟(jì)，不符合產(chǎn)業(yè)政策，經(jīng)分析研究其原因，認(rèn)為一是未對(duì)Ti/C、Ti/N作嚴(yán)格控制，二是在熱軋后的層流冷卻采用一段或兩段式冷卻方式，但在兩段式冷卻中間停滯間隔時(shí)間較短。

經(jīng)檢索：

中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)為CN1280206A的文獻(xiàn)，其公開(kāi)了一種800MPa級(jí)屈服強(qiáng)度的超低碳微合金高強(qiáng)鋼，但是鋼的強(qiáng)度波動(dòng)較大，穩(wěn)定性差，延伸率不高，且未對(duì)韌性情況予以體現(xiàn)。

中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)為CN101525717A的文獻(xiàn)，其公開(kāi)了一種厚度為3~6mm 的700MPa級(jí)Ti微合金化超細(xì)晶鋼及其生產(chǎn)方法，其采用CSP連鑄連軋工藝，沒(méi)有鑄坯的冷卻與再加熱過(guò)程。本發(fā)明是采用的是常規(guī)熱連軋工藝生產(chǎn)2~12mm的800MPa級(jí)鋼，連鑄板坯經(jīng)過(guò)了冷卻與再加熱過(guò)程，因此組織更均勻，性能更穩(wěn)定。

中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)為CN101768698A的文獻(xiàn)，其公開(kāi)了一種700MPa級(jí)非調(diào)質(zhì)處理高強(qiáng)鋼板及其制造方法，其工藝是在精煉爐處理30~40分鐘，嚴(yán)格控制鋼中的雜質(zhì)和氣體含量，連鑄成鑄坯后再進(jìn)行控軋控冷，但該鋼中添加了大量的Cr。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種在保證抗拉強(qiáng)度800MPa以上，屈服強(qiáng)度700MPa的前提下，并使延伸率A%≥20%，-40℃夏比沖擊功≥70J，且具有良好的焊接性能和冷成型性能的焊接結(jié)構(gòu)鋼及生產(chǎn)方法。

實(shí)現(xiàn)上述目的的措施：

一種抗拉強(qiáng)度≥800MPa級(jí)焊接結(jié)構(gòu)鋼，其組分及重量百分比含量為：C：0.002~0.02%、Si：0.03~0.15%、Mn：1.70~2.00%、P：≤0.018%、S：≤0.006%、Ti：0.20~0.35%、N：0.002~0.005%、B：≤0.0005%、Als：0.025~0.05%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)；并滿足：20≤Ti/C≤50，40≤Ti/N≤70；金相組織為不低于70%的超細(xì)的黑針狀下貝氏體及余量的鐵素體組織。

生產(chǎn)一種抗拉強(qiáng)度≥800MPa級(jí)焊接結(jié)構(gòu)鋼的方法，其步驟：

1）經(jīng)轉(zhuǎn)爐及真空爐冶煉后澆鑄成坯；

2）對(duì)鑄坯加熱，加熱溫度在1320~1380℃，并在此溫度下保溫1.5~2.0h；

3）進(jìn)行粗軋，控制其開(kāi)軋溫度在1080~1120℃，終軋溫度為960~980℃，軋制道次為5~7道次，粗軋后使總壓縮比不低于80%；

4）進(jìn)行精軋，控制其開(kāi)軋溫度為930~950℃，其結(jié)束溫度為850~890℃，軋制道次為7道次，最后4道次的平均每道次壓下量控制在30~50%；

5）進(jìn)行層流冷卻，冷卻采用前后兩段式冷卻，并在兩段冷卻之間間隔20~50s；前段冷卻速度控制為30~70℃/s，強(qiáng)力吹掃鋼板表面水漬并冷卻至680~720℃，后段冷卻速度控制為5~20℃/s，冷卻至卷取溫度400~550℃；并吹掃至鋼板板面無(wú)水漬；

6）進(jìn)行卷取。

本發(fā)明各元素及主要工藝控制的作用：

C：碳能夠提高鋼的強(qiáng)度、硬度，是主要的間隙固溶強(qiáng)化元素。采用超低碳成分設(shè)計(jì)有利于應(yīng)變誘導(dǎo)鐵素體的動(dòng)態(tài)析出和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，細(xì)化奧氏體晶粒，得到超細(xì)晶組織，從而提高鋼的強(qiáng)度和韌性。而且隨著碳含量的降低及碳當(dāng)量的降低，可以使微合金鋼能夠保持良好的焊接性能和低的韌脆轉(zhuǎn)變溫度，因此C含量不高于0.02%。

N:氮可以與鋼中的鈦在高溫時(shí)析出TiN，有效釘扎奧氏體晶粒阻止其長(zhǎng)大，細(xì)化奧氏體晶粒，在720℃以下，從鋼中沉淀析出納米級(jí)Ti（C、N)等第二相粒子，可有效釘扎位錯(cuò)，顯著提高鋼的強(qiáng)度，但氮含量過(guò)高會(huì)嚴(yán)重惡化材料的塑韌性。故本發(fā)明限定氮含量為0.002~0.005%。