[发明专利]屈服强度800MPa级低焊接裂纹敏感性钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及高强度结构钢，具体地说，本发明涉及屈服强度800MPa级的超细贝氏体板条低焊接裂纹敏感性钢板。 

背景技术

焊接冷裂纹是最常出现的焊接工艺缺陷，尤其是当焊接低、中合金的高强度钢时，随着强度级别的提高，冷裂纹出现的倾向越来越大。为防止冷裂纹产生，通常是焊前预热、焊后热处理，强度越大、预热温度也越高，这造成了焊接工艺的复杂性，特殊情况下的不可操作性，危及焊接结构的安全可靠性，对于大型钢结构尤甚。鉴于石化、高层建筑、桥梁、造船等行业对大型高强钢结构不预热、不焊后热处理的特点，这就要求钢的焊接裂纹敏感性指数Pcm尽可能地低，于是冶金界开始了低焊接裂纹敏感性高强度钢板的研制。 

低焊接裂纹敏感性高强钢，也称CF钢，它是一类具有优良焊接性能和低温韧性的低合金高强度钢，其优点在于焊前不预热或稍加预热而不产生裂纹，主要是解决了大型钢结构件的焊接施工问题。 

降低Pcm的唯一手段就是减少碳和合金元素的加入量，而对于采用淬火+回火工艺生产的高强钢来说，减少碳和合金元素的加入量将不可避免地带来钢强度的降低，若采用热机械控制轧制与控制冷却技术(TMCP)，则可以弥补这种缺陷，此外，相对于调质(淬火+回火)工艺，热机械控制轧制与控制冷却技术(TMCP)还具有细化晶粒从而提高钢的低温韧性的好处。 

目前，采用TMCP技术生产的低焊接裂纹敏感性钢的合金成分一般是Mn-Ni-Nb-Mo-Ti和Si-Mn-Cr-Mo-Ni-Cu-Nb-Ti-Al-B体系。如国际公布号为WO99/05335的专利申请公布的一种以TMCP工艺生产的低合金高强钢，其化学成分(wt％)为：C：0.05～0.10％、Mn：1.7～2.1％、Ni：0.2～1.0％、Mo：0.25～0.6Mo％、Nb：0.01～0.10％、Ti：0.005～0.03％、P≤0.015％、S≤0.003％；又如中国专利公开号为CN1521285的专利申请公布了一种超低碳贝氏体钢，其化学成分(wt％)为C：0.01～0.05％、Si：0.05～0.5％、Mn：1.0～2.2％、Ni：0.0～1.0％、Mo：0.0～0.5％、Cr：0.0～0.7％、 Cu：0.0～1.8％、Nb：0.015～0.070％、Ti：0.005～0.03％、B：0.0005～0.005％、Al：0.015～0.07％。 

上述公开的两种钢种的合金元素设计分别为Mn-Ni-Nb-Mo-Ti和Si-Mn-Cr-Mo-Ni-Cu-Nb-Ti-Al-B体系，由于Mo和Ni均为贵重合金，因此从添加的合金元素的种类和加入的总量来分析，制备此类钢种成本较高，此外，它们均采用了回火热处理，增加了钢板的生产工序，造成钢板生产成本的增加，且它们的Pcm值都较高，对焊接性能有不利影响。 

为了解决以上问题，本发明者采用Si-Mn-Nb-Mo-V-Ti-Al-B系钢种，利用V的强化作用，通过控制热机械轧制和冷却技术，且无需调质热处理，设计出了一种屈服强度达800MPa级的超细贝氏体板条低焊接裂纹敏感性钢板，从而完成了本发明。 

本发明的一个目的在于提供一种屈服强度800MPa级的低焊接裂纹敏感性钢板。 

本发明的另一个目的在于提供所述低焊接裂纹敏感性钢板的制造方法。 

发明内容

本发明的第一个方面提供一种屈服强度800MPa级低焊接裂纹敏感性钢板，该钢板的化学成分包含：C：0.03～0.08wt％、Si：0.05～0.70wt％、Mn：1.30～2.20wt％、Mo：0.10～0.30wt％、Nb：0.03～0.10wt％、V：0.03～0.45wt％、Ti：0.002～0.040wt％、Al：0.02～0.04wt％、B：0.0010～0.0020wt％，余量为Fe和不可避免的杂质，且满足焊接裂纹敏感性指数Pcm≤0.20％。 

所述低焊接裂纹敏感性钢板具有超细贝氏体板条微组织结构。 

低焊接裂纹敏感性钢板的焊接裂纹敏感性指数Pcm可按下式确定： 

Pcm＝C+Si/30+Ni/60+(Mn+Cr+Cu)/20+Mo/15+V/10+5B。