[發明專利]一種Ti-Zr-Mo復合微合金化800MPa級高強度高韌性鋼板及制備方法

有效

• 申請號: 202210575503.6
• 申請日: 2022-05-25
• 公開（公告）號: CN115595498B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 曹建春;張凡林;王俊彩;羅瀚宇;周曉龍;陰樹標;楊立盛;雍岐龍
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/12;C22C38/14;C22C33/04;C21D8/02
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發明公開一種Ti?Zr?Mo復合微合金化800MPa級高強度高韌性鋼板及制備方法，屬于高強度高韌性鋼板的技術領域。所述鋼板的化學成分按質量百分數為：C：0.02?0.05wt.％、Si：0.20?0.30wt.％、Mn：1.40?1.80wt.％、P≤0.008wt.％、S≤0.008wt.％、Ti：0.08?0.20wt.％、Mo：0.05?0.15wt.％，Zr：0.01?0.07wt.％，余量為Fe和不可避免的雜質。本發明的鋼板具有高強度、高韌性與低屈強比，適合工程機械、重載橋梁、節能車輛等領域。

技術領域

本發明屬于高強度高韌性鋼板的技術領域，涉及一種Ti-Zr-Mo復合微合金化800MPa級高強度高韌性鋼板及制備方法。

背景技術

現有技術上通常通過精準控制鋼內化學元素含量與高潔凈鋼冶金技術、熱處理強化技術、低成本高性能微合金化技術、控軋控冷技術等獲得高強韌鋼板。

精準控制鋼內化學元素含量與高潔凈鋼冶金技術顯然成本高，操作難度大，工藝過程復雜，不利于工業大規模生產和推廣。

傳統的高強韌鋼板是通過調質熱處理工藝(淬火+高溫回火)生產得到，這種鋼雖然具有良好的強度和韌性，但是它的屈強比很高(0.96)，不利于在某些領域的應用。

為了降低鋼的屈強比，目前大多是通過淬火+兩相區二次淬火+回火工藝，但是對于高強韌中厚板而言，加熱時間的延長會促進晶粒的長大，導致鋼的性能降低。進行額外的調質熱處理，也會增加制造工序，提高制造成本。特別是對于屈服強度高達800MPa級的熱軋鋼板更是如此，現有技術中需要對其進行?Nb、Ti、Cu、Ni、Mo、B等微合金化，且必須進行回火處理，弛豫時間也需要調控。

低成本高性能微合金化技術和控軋控冷技術雖然各自都可以實現鋼板的晶粒細化，但是強度和韌性不能得到很好的匹配，之后還需要匹配的熱處理才能獲得高強度高韌性鋼板，制備工藝復雜，耗費成本高。

例如：中國專利CN?113046635?A公開了一種高強韌耐腐蝕海洋工程用鋼及其制造方法，其中的微合金化元素選擇包括Cr、Mo、Ni、V、B，所得的材料需要經過鍛造工藝和熱處理工藝，性能雖然能達到800MPa級，但是制備工藝復雜，耗費成本高，操作難度大，不利于工業大規模生產。

中國專利CN105603322A公開了一種超低成本800MPa級高韌性、優良焊接性的鋼板及其制造方法，其中的微合金化元素選擇包括Cr、Mo、Nb、Ni、?V、Ti、B、Al、Ca，這些合金元素較多，成本較高，且所得的材料需要經過熱處理工藝回火，增加熱能耗和成本，晶粒長大幾率增大，800MPa級指的是抗拉強度，與屈服強度800MPa級的高強韌性的熱軋不經過熱處理鋼板不能等同，低溫沖擊韌性雖然很高，但是屈服強度低于800MPa，延伸率也較低。

中國專利CN103131956A公開了一種抗拉強度達800MPa以上的高強韌鋼板及其制造方法，其中的微合金化元素選擇包括Cr、Mo、V、Ti、Al、B，合金元素也較多，成本也較高，采用淬火+回火的熱處理工藝對軋制鋼板進行熱處理，耗費熱能較多，晶粒會長大，可使其抗拉強度≥800MPa，屈強比≤?0.92，低溫沖擊韌性雖然也很高，但是屈服強度達不到800MPa級。

綜上，現有技術中的800MPa級熱軋鋼板很多需要在熱軋之后進行回火處理以提高抗拉強度、屈服強度和延伸率，顯然如果不進行回火處理，熱軋鋼板的屈服強度不僅不能達到800MPa級，故而需要額外熱處理，增大了生產成本；而其他的熱軋鋼板中需要額外的微合金化元素添加，制備工藝復雜，耗費成本高，操作難度大，不利于工業大規模生產和推廣。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有技術中800MPa級熱軋鋼板需要額外的熱處理工藝對熱軋組織結構進行相應的調節，增大生產成本，操作難度大；元素成分選擇成本較高；而不經過熱處理工藝的3-20mm熱軋鋼板的屈服強度小于800MPa，低溫沖擊韌性和屈服強度、抗拉強度、延伸率不匹配，生產效率低，不適合工業生產。