[發明專利]一種厚規格的正火工藝抗疲勞風電用鋼板及其制備方法

在審

• 申請號: 202111465116.9
• 申請日: 2021-11-30
• 公開（公告）號: CN114277315A
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 麻衡;何金珊;王中學;王騰飛;劉世豹;王月香;武會賓;何康;王西濤;李艷;于全成;張慶普
• 申請（專利權）人: 萊蕪鋼鐵集團銀山型鋼有限公司;北京科技大學
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/58;C22C38/48;C22C38/06;C22C38/50;C22C38/46;C22C38/42;C22C38/44;C21D8/02;C21D1/28
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 武玥;張紅生

本發明公開了一種厚規格的正火工藝抗疲勞風電用鋼板及其制備方法。該風電用鋼的化學成分及其質量百分比為：C：0.13～0.17％，Si：0.35～0.45％，Mn：1.45～1.60％，Nb：0.025～0.040％，Al；0.025～0.045％，Ti：0.01～0.02％，Ni：0.30～0.50％，Cr：0.10～0.20％，V：0.05～0.07％，Cu≤0.10％，N≤0.01％，Mo≤0.001％，P≤0.012％，S≤0.005％，其余為Fe和不可避免的雜質。該風電用鋼利用鋼坯加熱、軋制、快速冷卻和正火熱處理等方法制備。本發明獲得厚度大于90mm的風電用鋼，其屈服強度≥400MPa，抗拉強度≥520MPa，抗疲勞強度≥400MPa，板坯心部?40℃沖擊功≥100J，滿足風電用鋼未來發展的高性能要求。

技術領域

本發明屬于鋼鐵冶金的技術領域，具體涉及到一種厚規格的正火工藝抗疲勞風電用鋼板及其制備方法。

背景技術

隨著現代社會的發展，能源大量消耗致使短缺，地球環境各類污染問題頻頻出現，類似的焦點問題越來越受到人們的關注，因此人們需要大力發展其它可再生、無污染的綠色環保能源，風能便是這樣的能源。風能量是豐富、近乎無盡、廣泛分布、干凈與緩和溫室效應。我國風能資源豐富，可開發利用的風能儲量約10億KW，對于缺少燃料和交通不便的草原山區和高原地帶，因地制宜的利用風力發電是大有發展潛力的，對于國家的環境治理和經濟發展也大有益處。

風電行業的快速發展也帶動著風電用鋼需求的大量增加，風電用鋼的主要是用于國內北方區域和沿海地區，因此工作環境比較嚴酷，不僅對材料的強度，韌性有要求，更要保證風電用鋼具有良好的焊接性能和更加優異的疲勞性能，對于風電塔筒用鋼來說，疲勞性能更是其一個重要的性能指標，以此保障日常生活生產需求。

專利文獻CN112522631A中提供的“一種風電用鋼及其制備方法”中的含鉬量和含鉻量較多，尤其我國鉻資源較少，鉬資源也是國家重要戰略物資，我們應該減少成本，節約合理使用；專利文獻CN102605243A中提供了一種“風電用H型鋼及其生產方法”，其采用軋制快冷的方法獲得鋼板抗拉強度較低，而此方案軋制后再進行正火熱處理，將細化組織晶粒，可進一步增強鋼板強度；專利文獻CN103741024A中提供了一種“低合金高性能風電用鋼板及其生產方法”，制造出來的鋼板具有良好的焊接性能，疲勞強度均在300Mpa以上，風電用鋼的疲勞性能對于未來風電用鋼的使用需求遠遠不夠，尤其是風電塔筒用鋼的疲勞性能的要求要更優異。所以需要一種改善疲勞性能風電用鋼板及其制備方法，并且要使用合金成分要考慮搭配合理性和節約性。

發明內容

本發明解決的技術問題是現有技術中風電用鋼制備成本高，厚度、高強度、-40℃下鋼板心部沖擊功不可兼得，難以滿足市場需求，為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：

本發明提供一種厚規格的正火工藝抗疲勞風電用鋼板，其鋼板按重量百分比包括以下組分：C：0.13～0.17％，Si：0.35～0.45％，Mn：1.45～1.60％，Nb：0.025～0.040％，Al；0.025～0.045％，Ti：0.01～0.02％，Ni：0.30～0.50％，Cr：0.10～0.20％，V：0.05～0.07％，Cu≤0.10％，N≤0.01％，Mo≤0.001％，P≤0.012％，S≤0.005％，其余為Fe和不可避免的雜質。

本發明風電用鋼的化學成分的作用如下：

C是增加鋼淬透性和淬硬性的元素，可以顯著增加鋼的強度和硬度，并且相對較厚的鋼板，為盡量保證鋼板厚度強度，碳含量不宜過低，但碳含量超過0.17％，降低鋼的塑性，脆性增加，不利于切削加工，降低鋼材的焊接性能，因此本發明的碳含量控制在0.13～0.17％。

Si以固溶強化的作用可以增加鋼的強度和硬度，改善鋼局部的腐蝕能力，具有良好的脫氧作用，為達到以上目標，硅含量要在0.35％以上；但硅含量超過0.45％，就會大大降低鋼的塑性和韌性，增加鋼的回火脆性，降低鋼的可焊性，因此本發明的硅含量控制在0.35～0.45％。