[發明專利]一種890MPa級高強度鋼、鋼管及其制造方法

有效

• 申請號: 201610105103.3
• 申請日: 2016-02-25
• 公開（公告）號: CN105586529B
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發明（設計）人: 田青超;王偉;翟國麗
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/18;C22C38/12;C22C38/08;C22C38/06;C21D8/10;C21D1/25
• 代理公司: 上海東信專利商標事務所(普通合伙)31228
• 代理人: 楊丹莉,李丹

技術領域

本發明涉及一種合金鋼材及其制造方法，尤其涉及一種高強度合金鋼材及其制造方法。

背景技術

當今工程機械及鋼結構件向著大承重、輕量化的方向發展。輕量化方向是提高材料強度，不但可以減少結構的自重，節省材料，也有利于提高結構的整體承載能力。但是，對于承受高載荷的鋼結構部件來說，為了提高鋼管的抗縱向失穩能力，在保證高強度的同時，還需要有足夠的厚度，例如，此類鋼結構的壁厚要達到16mm以上。然而，大口徑厚壁高強鋼管的產品性能往往波動幅度較大，強度和韌性往往很難同時兼顧。

隨著工程機械產品性能和質量的不斷提高，承載能力的不斷增強，市場對焊接性能優良的超高強度、厚壁結構鋼管的需求逐年遞增，解決可焊性強、高強高韌性、厚壁結構鋼管的生產可制造性問題非常迫切。例如，公開號為CN102747300A，公開日為2012年10月24日，名稱為“一種高強高韌性結構用無縫鋼管及其制造方法”的中國專利文獻公開了一種高強高韌性結構用無縫鋼管及其制造方法。該制造方法包括鋼水冶煉、連鑄、軋管機組軋制步驟，其中，鋼水冶煉步驟得到目標鋼水，且目標鋼水的成分按重量百分比計為：C：0.14～0.18％，Si：0.20～0.50％，Mn：0.90～1.30％，P≤0.020％，S≤0.010％，Cr：0.20～1.00％，Mo：0.20～0.80％，Ni：0.90～1.50％，V：0.02～0.10％，Nb≤0.05％，Al：0.015～0.050％，Cu≤0.35％，N≤0.020％，Ti≤0.05％，余量為鐵和不可避免的雜質。上述制造方法還包括調質熱處理步驟，即在所述軋管機組軋制步驟后對鋼管順序進行淬火和回火處理，其中，淬火溫度為920～960℃，回火溫度為610～660℃。由于該篇專利文獻所公開的無縫鋼管含有很高含量的Ni元素，在后序生產過程中形成于鋼管表面的氧化皮很難去除掉，嚴重影響了鋼管表面質量。

又例如，公開號為CN101397640A，公開日為2009年4月1日，名稱為“屈服強度960MPa級焊接結構鋼”的中國專利文獻公開了一種屈服強度960MPA級焊接結構鋼，其各化學組分及重量百分比為：C:0.14～0.19，Si:0.15～0.40，Mn:1.40～<1.7，Mo:0.41～0.60，B:0.0005～0.002，Cr:0～0.50，Ni:0～0.40，Nb:0～0.03，Ti:0.010～0.050，Als:0.01～0.06，P≤0.020，S≤0.010，其余為Fe及不可避免雜質；同時滿足：碳當量CEV(％)<0.65或PCM(％)<0.35。雖然該專利文獻所公開的焊接結構鋼的屈服強度可以達到890MPa的水平以上，可是該焊接結構鋼的-20℃沖擊功僅為52J。

公開號CN104862613A，公開日為2015年8月26日，名稱為“一種高強度鋼、高強度鋼管及其制造方法”的中國專利文獻涉及了一種高強度鋼，其化學元素質量百分比含量為：C：0.11-0.18％，Si：0.1-0.4％，Mn：1.0-1.6％，Cr：0.25-0.9％，Mo：0.10-0.50％，W：0.10-0.55％，Nb：0.01-0.08％，V：0.01-0.12％，Ni:0.10-0.40％，0<B<0.0020％，0＜N≤0.004％，0<Ti≤0.010％，O<0.0030％，S<0.005％，Ca+Mg：0.001-0.005％，余量為Fe和其他不可避免的雜質。在該中國專利文獻中所公開的高強度鋼中添加了W元素，其能夠有效地提升鋼材料的強度，使得鋼材料的抗拉強度＞980MPa，并且在提高強度的同時，較之于其他合金元素(例如，Mo元素)，W降低鋼的焊接性能的程度相對較低。不過，由于添加了一定含量的W，由此一方面增加了煉鋼難度，提高了生產制造的難度，另一方面使得水淬后的鋼材料容易彎曲，即使回火后也難以矯直。

在確保鋼材料的強度的前提下，為了降低生產制造工藝過程的難度，并改善鋼材料的板形和表面質量，企業亟需獲得一種兼具高強韌性和可焊接性的鋼材料，以適應厚壁結構鋼管的生產制造。此外，該鋼材料還需要具有優良的表面質量和良好的板形，

發明內容

本發明的目的在于提供一種890MPa級高強度鋼，該890MPa級高強度鋼具有較高的強度，良好的淬透性，優良的低溫韌性以及優異的焊接性能。另外，本發明所述的890MPa級高強度鋼還兼具良好的表面質量和板形。

為了實現上述目的，本發明提供了一種890MPa級高強度鋼，其化學元素質量百分配比為：