[發(fā)明專利]一種低溫焊接性能優(yōu)良的風(fēng)電塔筒用鋼及生產(chǎn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510314693.6
• 申請日: 2015-06-10
• 公開（公告）號: CN104862589B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 范巍;童明偉;張開廣;鄒德輝;孔君華;郭斌
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢鋼鐵（集團(tuán)）公司
• 主分類號: C22C38/12
• 分類號: C22C38/12;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)明涉及一種風(fēng)電塔用鋼及生產(chǎn)方法，具體地屬于一種低溫焊接性能優(yōu)良的風(fēng)電塔筒用鋼及生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

我國風(fēng)電場建設(shè)已遍布全國各省市自治區(qū)。風(fēng)電成為繼火電、水電之后的第三大電源。風(fēng)電能夠帶動各地區(qū)傳統(tǒng)能源消費(fèi)比重的逐漸下調(diào)，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對于國家能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整意義重大，困擾我國多個地區(qū)的霧霾，若要從根本上加以解決，風(fēng)電必將是最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一。風(fēng)電有望成為霧霾克星，與光伏、燃?xì)獾纫黄馂榍鍧嵞茉葱袠I(yè)的發(fā)展壯大做出積極貢獻(xiàn)。

現(xiàn)有技術(shù)中有關(guān)于低溫韌性優(yōu)異的結(jié)構(gòu)用鋼有許多報道，經(jīng)檢索：

中國專利公開號為CN101831586A的文獻(xiàn)，公開了一種低溫韌性優(yōu)異的低碳當(dāng)量高強(qiáng)度厚鋼板及其生產(chǎn)方法。該發(fā)明采用控軋控冷工藝，通過控制冷卻速率生產(chǎn)鋼板屈服強(qiáng)度在345MPa以上，其低溫沖擊性能雖然較好，但其碳當(dāng)量在0.33~0.36。

中國專利公開為CN102899569A的文獻(xiàn)，公開了一種超低溫韌性優(yōu)異的海上風(fēng)電用寬厚鋼板制造方法。該發(fā)明鋼采用控軋控冷+正火工藝，生產(chǎn)出鋼板屈服強(qiáng)度在355~410MPa，抗拉強(qiáng)度在470~550MPa，延伸率在26%~36%，-60?℃沖擊功100~240J。雖然該發(fā)明鋼板性能較好，但其碳當(dāng)量在0.38~0.43，焊接性能較差。

中國專利公開號為CN101906579A的文獻(xiàn)，公開了一種耐低溫、高焊接性能、高強(qiáng)度的風(fēng)電法蘭用鋼。該發(fā)明鋼使用了Nb、V、Ti合金，正火后延伸率在28%~39%，-50℃沖擊功值為110J~180J。雖然鋼板力學(xué)性能較為理想，但其碳當(dāng)量在0.40~0.43，焊接性能較差。

風(fēng)電塔筒是通過鋼板卷制焊接而成，如不經(jīng)正火，往往會出現(xiàn)強(qiáng)度較低的部分已經(jīng)彎曲，強(qiáng)度高的部分還未變形的現(xiàn)象。正火后鋼板各部分強(qiáng)度均勻，有益于卷制。上述專利文獻(xiàn)，在控軋控冷工藝生產(chǎn)的鋼板采用的C、Mn含量相對較低，能夠?qū)EV控制到較低水平，但當(dāng)進(jìn)行正火熱處理后，強(qiáng)度性能將得不到保障。如若將鋼板中C、Mn含量上調(diào)，則鋼板正火后性能較好，但焊接性能又較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種既能在正火后屈服強(qiáng)度≥355MPa，抗拉強(qiáng)度在490~630MPa，延伸率A≥30%，碳當(dāng)量＜0.32，-50℃KV2≥260J，-60℃KV2≥220J的低溫焊接性能優(yōu)良的風(fēng)電塔筒用鋼及生產(chǎn)方法。

實(shí)現(xiàn)上述目的的措施：

一種低溫性能優(yōu)良的風(fēng)電塔筒用鋼，其組分及重量百分比含量為：C：0.10~0.15%，Si：0.25~0.35%，Mn：0.85~1.20%，P：≤0.015%，S：≤0.008%，Nb：0.013~0.032%，Als：0.025~0.045%，Pr：0.03~0.07%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)；同時滿足CEV＜0.32，金相組織為鐵素體+珠光體組織，其中鐵素體體積比例為50~60%，其余為珠光體組織。

生產(chǎn)一種低溫性能優(yōu)良的風(fēng)電塔筒用鋼的方法，其步驟：

1）經(jīng)冶煉并連鑄成坯后對鑄坯加熱并常規(guī)保溫，加熱溫度為1160~1250℃，加熱速率在0.8~1.1min/mm；

2）進(jìn)行分段熱軋，并控制精軋開軋溫度在900℃~950℃，終軋溫度在800~860℃，累計壓下率不低于75%，末三道次壓下率不低于40%；

3）進(jìn)行層流冷卻，冷卻速率控制在8~15℃/s，返紅溫度控制在600~680℃；

4）自然冷卻至室溫；

5）進(jìn)行正火，正火溫度控制在875~908℃，并保溫32~47min；

6）再次自然冷卻至室溫。

本發(fā)明中各元素的作用

C是提高鋼材強(qiáng)度最有效的元素，隨著碳含量的增加，鋼的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度隨之提高，但延伸率和沖擊韌性下降，而且鋼材的焊接熱影響區(qū)還會出現(xiàn)淬硬現(xiàn)象，導(dǎo)致焊接冷裂紋的產(chǎn)生。當(dāng)C含量低于0.10%時，正火后強(qiáng)度性能達(dá)不到要求，若C含量高于0.15%鋼板CEV上升，惡化焊接性能，因此，本發(fā)明C選擇在0.10~0.15%。

Si是煉鋼脫氧的必要元素，以固溶強(qiáng)化形式提高鋼的強(qiáng)度，當(dāng)Si含量低于0.25%時，強(qiáng)度性能偏低，當(dāng)Si含量高于0.35%時，鋼的韌性下降。因此，本發(fā)明Si選擇在0.25~0.35%。