[發明專利]屈服強度1000MPa級低屈強比超高強鋼及其制備方法

有效

• 申請號: 201810455107.3
• 申請日: 2018-05-14
• 公開（公告）號: CN108315671B
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 杜林秀;劉悅;宋娜;謝輝;胡軍;張彬
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22C38/58
• 分類號: C22C38/58;C22C38/34;C22C38/02;C22C38/44;C22C38/06;C21D8/02;C21D1/18
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

一種屈服強度1000MPa級低屈強比超高強鋼及其制備方法，超高強鋼的成分按重量百分比為：C 0.06～0.14％，Mn 2.5～3.5％，Si 1.0～1.6％，Cr 0.5～1.2％，Mo 0.1～0.3％，Ni 0.1～0.5％，S 0.002～0.005％，P 0.003～0.010％，Al 0.01～0.05％，N 0.003～0.005％，余量為Fe，屈服強度1015～1190MPa，屈強比0.79～0.85；方法為：(1)將鋼坯在1120～1200℃保溫；(2)進行粗軋和精軋，然后水冷后再空冷；(3)加熱至850～1000℃進行奧氏體化，然后淬火；(4)在200～400℃回火處理，隨后空冷。

技術領域

本發明屬于冶金材料技術領域，特別涉及一種屈服強度1000MPa級低屈強比超高強鋼及其制備方法。

背景技術

隨著國內外鋼鐵行業競爭的不斷加劇，各鋼鐵企業著力于開發具有高經濟附加值的產品。目前，鐵路交通、工程機械、重載汽車等領域的飛速發展，給鋼鐵材料的綜合力學性能提出了新的要求，低強度鋼板已經難以滿足下游客戶的使用需求，因此這促使鋼材的強度級別不斷攀升，從Q500MPa級別快速升高至Q550MPa、Q620MPa以及Q690MPa級別，并向更高級別鋼板提出了明確的需求。由于采用超高強度薄鋼板替代低強度厚鋼板能夠降低設備自重并提高裝備安全性，可實現降低成本、輕量化、節能降耗的目的，因此屈服強度1000MPa級超高強鋼的推廣應用具有廣闊的市場前景。

傳統高強鋼通過固溶強化、析出強化或者細化晶粒的方式來提高強度，而超高強鋼則更多依賴組織強化的方式來達到超高強度。雖然目前TMCP工藝已經廣泛的應用于高強鋼制備過程，但對于超高強鋼難以實現屈服強度1000MPa并滿足組織性能均勻性。將經過TMCP后的鋼材離線再加熱到奧氏體化溫度，保溫一段時間后淬火到室溫，隨后再進行低溫回火熱處理工藝，可以避免出現直接通過TMCP工藝造成的內部組織不均勻和綜合性能波動大的問題。此外，離線淬火過程可以消除軋后帶狀組織以及鋼板內應力，同時細化馬氏體板條束尺寸，從而獲得高位錯密度的精細板條馬氏體組織，來保證鋼板具有超高的屈服強度。

國內諸多鋼鐵企業已經相繼開發出不同強度級別的超高強鋼板，但由于受到生產設備、工藝流程、合金成本等因素的限制，使得在產品規格和性能等方面仍難以滿足高端市場需求。本發明采用低碳Si-Mn-Cr系的成分設計，通過降低碳含量，復合添加Si、Mn、Cr等合金元素的方法，采用離線淬火+低溫回火處理成功開發出一種屈服強度高于1000MPa級別的低屈強比超高強鋼板。

發明內容

本發明的目的是提供一種屈服強度1000MPa級低屈強比超高強鋼及其制備方法，通過成分設計以及離線淬火+低溫回火處理工藝，達到優良性能的同時，使工序過程穩定，容易實現工業化生產。

本發明的屈服強度1000MPa級低屈強比超高強鋼的成分按重量百分比為：C 0.06～0.14％，Mn 2.5～3.5％，Si 1.0～1.6％，Cr 0.5～1.2％，Mo 0.1～0.3％，Ni 0.1～0.5％，S 0.002～0.005％，P 0.003～0.010％，Al 0.01～0.05％，N 0.003～0.005％，余量為Fe和其他不可避免的雜質；其屈服強度為1015～1190MPa，抗拉強度為1290～1400MPa，屈強比為0.79～0.85。

上述的屈服強度1000MPa級低屈強比超高強鋼的延伸率為13.8～16.9％，-20℃下10mm厚試樣的沖擊功≥100J，-20℃下2.5mm厚試樣的沖擊功≥36J。

上述的屈服強度1000MPa級低屈強比超高強鋼的顯微組織為回火馬氏體和殘余奧氏體。

上述的屈服強度1000MPa級低屈強比超高強鋼的厚度為3.5～35.0mm。

本發明的屈服強度1000MPa級低屈強比超高強鋼的制備方法包括以下步驟：