[发明专利]一种900MPa级屈服强度调质钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶金技术领域，涉及一种钢的产品及生产方法，具体是一种900MPa级屈服强度调质钢板及其制造方法。

背景技术

高强调质钢的开发应用已有几十年的历史，由于具有高强度、高可靠性以及可焊接等特点，广泛应用于各类机械、建筑、车辆、船舶的重要结构件。为了满足其大型化、轻量化的发展要求，调质钢向着更高的强度级别发展。

越来越多的大型工程结构对钢板性能的稳定性提出了更新更高的要求，这就要求钢板有良好稳定的原始组织，要保证组织稳定，则低合金调质钢应为首选，因为最近钢铁的发展趋势是成型和使用条件简单的工程项目一般选用控轧低合金高强钢；但控轧低碳钢在重复加热后组织易改变，而低合金调质高强钢在重复加热、变形、冷却等任何复杂的条件下，组织都相对稳定，对钢板的最终使用性能有较好的保证。

传统调质钢具有高碳量、高合金成分以及高碳当量带来的成本偏高和焊接不理想等缺点。

例如“易焊接调质高强度钢板及其生产方法”(公开号：CN200610018011.8)专利中C：≤0.15％，Si：0.15～0.50％，Mn：0.80～1.80％，P：≤0.020％，S：≤0.010％，Ni：≤1.20％，Cr：≤0.80％，Mo：≤0.60％，Nb：≤0.07％，B：≤0.003％，Ti：≤0.03％，V：≤0.08％，余量为Fe和不可避免的杂质。其成分设计思路中的合金很高，成本上没有优势。其设计淬火温度为930-950℃，回火温度为580-670℃，最终组织为回火索氏体。钢板的屈服强度仅≥795MPa，抗张强度≥830MPa，A≥14％(纵向)，-20℃AKv≥34J(纵向)。其再加热奥氏体温度较高，不能获得细小的原始奥氏体晶粒，其屈服强度偏低，不能满足轻量化的发展要求。

“一种低合金超高强度钢及其热处理工艺”(公开号：CN200610046693.3)，C：0.3～0.6％，Si：0.1～0.4％，Mn：0.8～2.0％，P：≤0.01％，S：≤0.01％，Cr：0.80～2.00％，Mo：0.10～0.40％，Al：1.0～2.5％，余量为Fe和不可避免的杂质。其高碳含量，焊接不理想。

如上所述，所期望的屈服强度在900MPa以上、高韧性，还兼有良好的焊接性能和相对低廉的成本的钢板，过去还没有更适宜的生产技术。

发明内容

本发明公开一种具有900MPa级屈服强度调质钢板及制造方法。使这种钢板在具有高强度、高韧性性能的前提下，还兼有良好的焊接性能和相对低廉的成本特点。

本发明其化学组成成分为，重量百分配比：C：0.15％～0.25％，Si：0.15％～0.35％，Mn：0.75％～1.60％，P：≤0.020％，S：≤0.020％，Ni：0.08％～0.30％，Cu：0.20％～0.60％，Cr：0.30％～1.00％，Mo：0.10％～0.30％，Als：0.015％～0.045％，B：0.001％～0.003％，余量为Fe和不可避免的杂质。

本发明在上述成分基础上可添加Nb、Ti、V等微量元素一种或二种以上，总量不超过0.22％。

该钢板的制造方法为：

将按上述配比进行冶炼，在1220～1250℃下进行均热，然后轧制，终轧温度大于850℃，轧后空冷；调质处理时加热温度为860～910℃，保温5～60min后水淬，再进行420～540℃回火，随炉冷却到室温。

本发明采用适当的碳含量以减少水淬引起变形开裂，同时较低的碳当量和合金含量保证了钢板具有良好焊接性能本发明采用多种强化手段，提高材料的强韧性，以适当的C、Cr、Mo、B的含量，获得最佳相变强化效果；适当的加入Nb、Ti、Cu以达到弥散强化、析出强化的效果，加入适量的Al细化晶粒，加入适量的Ni提高材料的韧性；控制加热温度(1220～1250℃)、终轧温度(大于850℃)、再加热奥氏体化温度(860-910℃)、回火温度及保温时间(420～540℃，保温5～60min后水淬)，获得细小的原奥氏体晶粒，细小弥散分布的析出相以达到强韧化效果。

按照以上本发明通过均衡控制钢的化学成分和热处理工艺，可制造出900MPa级屈服强度调质钢板。

本发明的元素的选择特点为

C为了减轻水淬的开裂敏感性，按重量百分比，碳含量最大不宜超过0.30％，但C元素是强化元素，碳含量偏低将损害材料的强度，选择碳含量在0.15～0.25％。高强钢的发展是逐步降低碳含量的过程，碳含量的降低，一方面有利于提高韧性，同时可显著改善钢板焊接性能。