[發明專利]一種冷彎性能優良屈服強度大于1100MPa的鋼板及其制備方法

有效

• 申請號: 201610587785.6
• 申請日: 2016-07-25
• 公開（公告）號: CN106191673B
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 劉俊;錢剛;李經濤;吳建鵬;徐國慶;韓步強;蘆莎
• 申請（專利權）人: 江陰興澄特種鋼鐵有限公司
• 主分類號: C22C38/04
• 分類號: C22C38/04;C22C38/02;C22C38/12;C22C38/14;C22C38/06;C22C38/08;C22C38/16;C22C38/18;C22C38/32;C21D8/02;C21C7/10;C21D3/06;C21D6/00
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司11429
• 代理人: 趙海波

技術領域

本發明屬于鋼鐵冶金領域，具體涉及一種淬火態交貨冷彎性能優良屈服強度大于1100MPa超高強度鋼板及其生產方法。

背景技術

工程機械，是指礦山開采和各類工程施工用的設備，如鉆機、電鏟、電動輪翻斗車、挖掘機、裝載機、推土機、各類起重機及煤礦液壓支架等機械設備的總稱。 近年來，隨著全球范圍內大型、特大型礦山、核電、水壩等工程機械常見項目不斷增多，為保證施工的方便與快捷，工程機械設備進一步向大型化發展。同時為了延長壽命、減輕自重、降低能源消耗，屈服強度1100MPa以上的超高強度工程機械用鋼板需求日益增長。

該鋼種由于使用環境苛刻，受力條件復雜，對鋼材質量有極其嚴格的要求。其生產難點主要表現在：（1）強韌性匹配難度極大。通常，隨著鋼鐵材料強度的提高，其韌性呈明顯下降趨勢。屈服強度1100MPa的超高強度鋼是目前我國工程機械領域里強度級別最高的鋼種，其-40℃超低溫韌性很難得到保證。（2）優良焊接性能難以獲得。為保證超高強度，需要在成分設計時，適當加入合金元素，而過多的合金元素，必然帶來焊接性能的惡化。（3）板型控制困難。該類鋼板為了獲得超高強度，需要進行淬火處理以得到馬氏體組織。而在馬氏體相變過程中會產生大量內應力，導致鋼板邊部、心部出現波浪，無法達到使用要求。（4）鋼板冷彎性能難以保證。鋼板強度越高，折彎抗性越大，越容易產生裂紋。該類鋼種在實際使用過程中經常需要進行90°冷彎，如何抑制裂紋的產生是個難題。

屈服強度＞1100MPa的鋼板目前國內尚無鋼鐵企業可進行批量生產供貨，主要依賴于進口。中國專利CN103882332A介紹了一種屈服強度1100MPa以上級低溫回火型高強鋼板，厚度范圍覆蓋10~40mm。該發明通過添加大量的貴金屬Ni（含量0.8%~1.0%）來達到解決強韌性匹配的問題，經濟性較差。同時，由于在實際應用中，1100MPa級高強鋼板大量采用4-10mm超薄鋼板來減輕設備自重，該發明未給出10mm以下鋼板淬火板型問題的解決方案。中國專利CN102181788A介紹了一種屈服強度1100-1200MPa級超高強度鋼卷。該發明采用添加Ni（0~0.55%）+Cu（0~0.035%）的方法來改善低溫韌性，-40℃夏比沖擊功值為21~34J，不能完全滿足工程應用≥27J的要求。同時，該發明基于50kg真空小鋼錠的試制結果，在實際大生產過程中性能控制如何，尚有待檢驗。中國專利CN100372962C 提供了一種在線淬火+回火的方法來生產屈服強度1100MPa高強鋼板。該發明Ni含量0.2%~1.2%，采用低Al設計（Al≤0.03%），通過控制Ti/N≥3.42來增加B對鋼板的淬透性。但由于在線淬火鋼板和離線淬火相比，板頭板尾淬火溫度存在一定差異，導致整板性能均勻性較差，實際應用存在一定的局限性。中國專利CN104513936A涉及1100MPa級高強鋼板中Ni含量為0.3%~1.50%，Ti/N控制在3.7~7.0，同時提出Ca/S控制在1.0~3.0之間來凈化鋼中有害元素S。鋼板的焊接性通過控制碳當量Ceq在0.53~0.62之間來保證。發明專利CN102560274A涉及高強鋼板中Ni含量為0.20%-0.50%。中國專利CN102747303B中1100MPa高強鋼板Ni含量高達0.6~2.0%。

綜上所述，目前涉及屈服強度1100MPa級超高強鋼板的現有技術主要有：（1）采用淬火（或在線淬火）+回火的方式獲得回火馬氏體達到超高強度；（2）采用Ni或Ni+Cu等貴重金屬來提高鋼板低溫沖擊韌性，解決強韌性匹配問題，經濟性較差；（3）采用Ti+B處理同時控制Ti/N比來增加鋼板淬透性；（4）提出Ca/S范圍來控制鋼種有害元素S，提高潔凈度；（5）通過化學成分設計控制碳當量Ceq在一定范圍內來改善鋼板焊接性能。這些技術主要聚焦于鋼板強韌性匹配和焊接性能問題的解決，對于鋼板板型控制及折彎性能等應用問題的解決沒有很好的辦法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種強韌性優良、低溫沖擊韌性良好、板型質量良好及具有優良整板折彎性能的屈服強度大于1100MPa的淬火型超高強度鋼板及其生產方法。