[發(fā)明專利]一種5～60mm厚850MPa級高強度高韌性易焊接納米鋼及其制備方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202111340771.1 | 申請日： | 2021-11-12 |
| 公開（公告）號： | CN114164374A | 公開（公告）日： | 2022-03-11 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 張中武;魏興豪 | 申請（專利權(quán)）人： | 哈爾濱工程大學(xué) |
| 主分類號： | C22C38/02 | 分類號： | C22C38/02;C22C38/04;C22C38/42;C22C38/44;C22C38/48;C22C38/50;C22C38/06;C21D8/02;C21D1/18 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 150001 黑龍江省哈爾濱市南崗區(qū)*** | 國省代碼： | 黑龍江;23 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 60 mm 850 mpa 強度 韌性 焊接 納米 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明公開一種5～60mm厚850MPa級高強度高韌性易焊接納米鋼及其制備方法，該納米鋼組成如下：按合金元素質(zhì)量百分比計，C：0.02～0.08，Si：0.1～0.4，Mn：0.5～1.1，P≤0.01，S≤0.0015，Cu：1.0～1.5，Ni：2.5～4.0，Cr：0.2～0.8，Mo：0.3～0.6，Nb：0.02?0.1，Ti：0.01～0.05，Al：0.005～0.05，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。該高強度高韌性易焊接鋼制備方法包括下述步驟：熔煉和精煉?連鑄或模鑄?軋制?熱處理。本發(fā)明納米鋼屈服強度≥850MPa，?80℃夏比V缺口沖擊功≥200J，延伸率≥15％。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于合金鋼領(lǐng)域，具體涉及一種5～60mm厚850MPa級高強度高韌性易焊接鋼及其制造方法，可用于艦船、海洋工程裝備、管道、重型機械裝備等領(lǐng)域。
背景技術(shù)
隨著制造業(yè)的快速發(fā)展，人們對于鋼鐵材料性能的需求越來越高。傳統(tǒng)高強度鋼的強化機制來自于其含碳量較高的馬氏體或下貝氏體顯微結(jié)構(gòu)。為了確保較厚規(guī)格的鋼板具有足夠的淬透性，鋼中需添加較高含量的C、Ni、Cr、Mo等合金元素。鋼的強度級別要求越高，添加合金元素的含量越高，這必然會導(dǎo)致鋼材其他性能的損失，如延展性、斷裂韌性、焊接性和可加工性等。另外，隨著強度的不斷增大，鋼的碳當(dāng)量也大幅增加，這會顯著增大材料的焊接難度，提高焊接加工成本。因此，傳統(tǒng)的鋼強化方式必須得到改革和創(chuàng)新。
20世紀(jì)80年代初期，人們開始對高強度低合金鋼進行了探索，在原有材料的基礎(chǔ)上通過添加Cu和Ni等沉淀相形成元素，進一步提高了材料的淬透性及沉淀相數(shù)量，得到的沉淀強化的高強度低合金鋼，Ni的添加通過降低晶界能促進了沉淀相的析出，在提高材料強度的同時，提高了材料的塑性和韌性，降低了材料熱脆性。在之后的研究中，通過優(yōu)化熱機械處理及熱加工工藝，其強度級別得到進一步提升。
目前，國內(nèi)外發(fā)表的利用含Cu沉淀相強化的低合金鋼，強度級別大于800MPa的都很難保證較好的低溫韌性。
公開號為CN108004475B的專利文件中，公開了一種900MPa級熱軋析出強化型高強高韌鋼及其制造方法，其屈服強度大于800MPa，但碳含量較高大于0.1％不易焊接，且-40℃沖擊功不足100J。
公開號為CN110229999A的專利文件中，公開了一種900MPa級析出強化高韌性鋼板及其制備方法，通過富銅析出相強化得到的馬氏體鋼屈服強度大于900MPa。由于其鎳元素含量不高，需要添加釩、硼以及較多的鉻來提高淬透性，但其低溫韌性在-80℃仍然不足80J，本發(fā)明的一種5～60mm厚850MPa級高強度高韌性易焊接納米鋼可在更嚴苛的條件下服役。
公開號為CN106636961A的專利文件中，公開了一種Cu析出相強化易焊接鋼及制備方法，其僅進行了15mm以下鋼的制備，對于15mm以上厚度鋼板未作說明，本發(fā)明控制了鋁元素在較低的水平，同時采用了二次精煉和軋后緩冷工藝，可以生產(chǎn)更大厚度的鋼板。
綜上所述，目前還沒有一種能夠同時滿足高強度、高韌性以及良好的焊接性能的鋼鐵材料，這對傳統(tǒng)的組織設(shè)計思路和熱處理工藝來說都是極大的挑戰(zhàn)。
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的：本發(fā)明旨在提供一種5～60mm厚850MPa級高強度高韌性易焊接納米鋼及其制備方法，可滿足對于鋼板高強度、高韌性和良好的焊接性能的要求，通過固溶處理加時效處理兩步熱處理工藝，鋼板的屈服強度≥850MPa，-84℃的夏比V缺口沖擊功≥200J，延伸率≥15％。
本發(fā)明的技術(shù)方案是：
一種5～60mm厚850MPa級高強度高韌性易焊接納米鋼的制備方法，包括以下步驟：
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