[發(fā)明專利]調(diào)質(zhì)型800MPa級低成本易焊接厚鋼板及其生產(chǎn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610503684.6
• 申請日: 2016-06-30
• 公開（公告）號: CN107557662B
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁福鴻;隋軼;張祿林;傅博;陳軍平;王勇;黃松;嚴(yán)玲;孫殿東;石峰濤
• 申請（專利權(quán)）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/08;C22C38/18;C22C38/12;C22C38/16;C22C38/14;C22C38/06;C22C38/32;C21D8/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及調(diào)質(zhì)鋼板及其生產(chǎn)方法，特別涉及連鑄坯生產(chǎn)調(diào)質(zhì)型、抗拉強(qiáng)度800MPa級、易焊接、含鈮、80～100mm厚鋼板及其工藝方法。

背景技術(shù)

控制軋制和控制冷卻工藝是一項(xiàng)節(jié)約合金、簡化工藝、節(jié)約能源消耗的中厚板先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，具有形變強(qiáng)化和相變強(qiáng)化的綜合作用，所以它既能提高鋼材強(qiáng)度又能改善韌性。盡管如此，抗拉強(qiáng)度600MPa級鋼在我國水電行業(yè)的應(yīng)用實(shí)踐證明，控軋控冷高強(qiáng)鋼板存在性能不均勻性、不穩(wěn)定性等問題。因此水電行業(yè)專家更加認(rèn)可調(diào)質(zhì)態(tài)高強(qiáng)鋼板。

我國計(jì)劃建設(shè)擁有1000MW水輪發(fā)電機(jī)組的白鶴灘、烏東德水電站，計(jì)劃2020年發(fā)電。1000MW水輪發(fā)電機(jī)組提出了特定鋼板材料需求，其中800MPa級特厚鋼板是我國需要研制并替代進(jìn)口的高塑韌性、高焊接性及抗層狀撕裂特性的調(diào)質(zhì)鋼板。

日本最早研制并使用800MPa級水電用鋼制作壓力鋼管與鋼岔管，60年代中后期至70年代前中期隨著蓄能式水電站規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，日本開始使用高強(qiáng)度HT780鋼板制造壓力鋼管和渦殼。我國十三陵水庫也進(jìn)口使用了牌號為SHY685NS的鋼板。而歐洲鋼廠(迪林根、奧鋼聯(lián)等)生產(chǎn)的800MPa級水電用鋼C含量較高，焊接性較差，尤其焊接冷裂紋敏感性高，焊接過程及隨后使用過程中發(fā)生過延遲裂紋現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了該類鋼種在歐洲的推廣。

傳統(tǒng)的高強(qiáng)度調(diào)質(zhì)鋼(R_p0.2≥600MPa)通常采用高碳馬氏體組織及高碳馬氏體回火組織。調(diào)質(zhì)鋼馬氏體的強(qiáng)度水平主要依賴碳含量及合金總量水平。大量試驗(yàn)結(jié)果證明，提高碳含量雖然可以獲得較高的強(qiáng)度，但低溫韌性及焊接性都不理想。高碳馬氏體及其回火組織不適用于800MPa級水電用鋼板組織。

解決鋼材獲得高強(qiáng)度水平同時(shí)保證焊接性的難題，世界各國研究人員開展了大量的探索工作。1978年，Gaville對低合金高強(qiáng)度鋼冷裂紋敏感性與碳含量、碳當(dāng)量之間的關(guān)系進(jìn)行了深入研究。當(dāng)鋼中碳含量0.10％以下時(shí)，鋼的碳當(dāng)量對冷裂紋敏感性影響不大。在此條件下，即使加入的合金含量較多，碳當(dāng)量較高時(shí)鋼材仍具有良好的焊接性能。

專利號“CN102605282A”公開了“80公斤級超高韌性、極厚鋼板及其制造方法”，其成分設(shè)計(jì)為：C：0.08％～0.13％；Si≤0.10％；Mn：0.80％～1.20％；P≤0.013％；S≤0.003％；Cu：0.20％～0.45％；Ni：1.00％～1.60％；Cr：0.35％～0.65％；Mo：0.30％～0.60％；Nb：0.010％～0.030％；V：0.030％～0.060％；N≤0.0050％；Ti：0.004％～0.010％；Als：0.040％～0.070％；B：0.0008％～0.0016％；Ca：0.001％～0.004％。采用“離線冷卻+回火”生產(chǎn)，最大厚度100～191mm，低溫沖擊試驗(yàn)溫度達(dá)到-60℃。鋼板化學(xué)成分設(shè)計(jì)特點(diǎn)是低C、高Ni，采用模鑄坯生產(chǎn)、雙重淬火型調(diào)質(zhì)工藝，工藝路線繁多，并且未規(guī)定碳當(dāng)量、裂紋敏感性指數(shù)。

專利號“CN101709432A”公開了“大厚度調(diào)質(zhì)型海洋平臺用鋼及其生產(chǎn)方法”，其成分設(shè)計(jì)為：C：0.16％～0.18％；Si：0.15％～0.35％；Mn：1.10％～1.15％；P≤0.015％；S≤0.005％；Cu：0.05％～0.10％；Ni：1.30％～1.40％；Cr：1.20％～1.30％；Mo：0.45％～0.55％；Nb：0.03％～0.04％；V：0.05％～0.06％；N≤0.0060％；Ti：0.020％～0.024％；Als：0.020％～0.040％；B：0.0014％～0.0023％。鋼板厚度152mm，采用“淬火+回火”生產(chǎn)，低溫沖擊試驗(yàn)溫度達(dá)到-60℃。但該發(fā)明中沒有介紹坯料類型，化學(xué)成分中，C含量較高，對鋼板焊接性及低裂紋敏感性不利，采用高Ni含量，成本高，并且也未規(guī)定碳當(dāng)量、裂紋敏感性指數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供調(diào)質(zhì)型800MPa級低成本易焊接厚鋼板及其生產(chǎn)方法，采用“低C-(Mn+Ni+Cr+Mo+Cu)-(Nb+Ti+V)-B”成分體系，通過以低碳、低鎳、低碳當(dāng)量、低焊接裂紋敏感性指數(shù)為特點(diǎn)的合金組合設(shè)計(jì)與調(diào)質(zhì)工藝相結(jié)合，在保證80～100mm厚800MPa級水電鋼板高強(qiáng)度、高低溫韌性的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了降低成本、保證了鋼板焊接性優(yōu)良。

具體的技術(shù)方案是：