[發明專利]芯部低溫沖擊韌性及焊接性優良的超厚800MPa級調質鋼板及其制造方法

有效

• 申請號: 202010579577.8
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN113832413B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 劉自成;顧曄
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/54
• 分類號: C22C38/54;C22C38/42;C22C38/44;C22C38/48;C22C38/46;C22C38/50;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C21D8/02
• 代理公司: 上海開祺知識產權代理有限公司 31114
• 代理人: 竺明

芯部低溫沖擊韌性及焊接性優良的超厚800MPa級調質鋼板及其制造方法，其成分以低C?超低Si?低Mn?(Cu+Ni+高Cr+低Mo)合金化?(Ti+V+B)微合金化的成分體系作為基礎，適當提高鋼中酸溶Als含量，(％Als)/[(％N)?0.292(％Ti)]≥33，控制[1.57(％C)^0.5+7.86(％Si)+23.23(％P)+8.17(％S)]×[1.21(％Mn)+2.65(％Mo)]≤4.2；Ca處理，Ca/S比在1.00～3.00等合金成分的物理冶金設計控制手段；其制造方法采用優化CR+離線梯度調質熱處理工藝，使成品鋼板(尤其鋼板芯部)的顯微組織為細小低碳回火馬氏體+回火下貝氏體，鋼板平均晶粒尺寸在20μm以下，確保不同厚度鋼板均能夠獲得800MPa級高強度的同時，鋼板芯部的低溫沖擊韌性、鋼板的焊接性與抗裂止裂特性也同樣優異。

技術領域

本發明涉及調質鋼板及其制造技術領域，特別涉及一種芯部低溫沖擊韌性及焊接性優良的超厚800MPa級調質鋼板及其制造方法。

背景技術

眾所周知，低碳(高強度)低合金鋼是最重要工程結構材料之一，廣泛應用于石油天然氣管線、海洋平臺、造船、橋梁結構、鍋爐容器、建筑結構、汽車工業、鐵路運輸及機械制造之中。低碳(高強度)低合金鋼性能取決于其化學成分與制造工藝，其中強度、韌性、塑性、焊接性及其之間的匹配是低碳(高強度)低合金鋼最重要的性能，它最終決定于成品鋼材的顯微組織狀態。隨著科技不斷地向前發展，人們對高強調質鋼板的韌性、塑性及焊接性提出更高的要求，即鋼板在低溫狀態下(-40℃條件下)，具有抗脆性斷裂及塑性失穩斷裂能力的同時，斷裂延伸率、均勻延伸率達到抗拉強度600MPa級別鋼板的水平。并且在相對較低的合金含量尤其貴重金屬含量，相對較低的制造成本條件下，大幅度地提高鋼板的綜合機械性能和使用性能，以減少鋼材的合金用量節約成本，高強度輕量化減少了鋼構件的自身重量、穩定性和安全性，更為重要的是為進一步提高鋼構件冷熱加工性及服役過程中的安全可靠性。

目前日韓歐盟范圍內掀起了發展新一代高性能鋼鐵材料的研究高潮，力圖通過合金組合設優化計、亞顯微組織精細結構的控制及革新制造工藝技術獲得更好的顯微組織匹配，超細化金相顯微組織與亞結構(位錯組態、 packet、block、variant)精細結構及相位角控制，使超厚高強調質鋼板獲得更優良的強塑性與塑韌性匹配尤其芯部沖擊韌性、焊接性及抗環境脆性(抗氫致延遲斷裂)。

傳統的抗拉強度≥780MPa的高強鋼板主要通過離線調質工藝(RQ+T) 生產，這就要求鋼板必要具有足夠高的淬透性與淬硬性，即淬透性指數 DI≥2.0×成品鋼板厚度【DI＝0.311C^1/2(1+0.64Si)×(1+4.10Mn)×(1+0.27Cu) ×(1+0.52Ni)×(1+2.33Cr)×(1+3.14Mo)×25.4(mm)】，以確保鋼板具有足夠高的強度、優良的低溫韌性及沿板厚方向顯微組織與性能的均勻性；因而不可避免地向鋼中加入較多數量的Cr、Mo、Ni、Cu等合金元素，尤其加入大量的Ni元素不可避免(《CAMP-ISIJ》Vol.4，1991，1949；《CAMP-ISIJ》 Vol.4，1991，1950；《CAMP-ISIJ》Vol.7，1994，836；《CAMP-ISIJ》 Vol.7，1994，837；日本專利昭59-129724；平1-219121；《新日鐵制鋼研究》第314號-1984；《日本鋼管技報》No.107-1985；《新日鐵技報》第348號-1993；《川崎制鐵技報》Vol.4(No.3)-1972；《川崎制鐵技報》 Vol.7(No.2)-1975)。