[发明专利]一种屈服强度1000MPa级高强韧钢板及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及高强韧钢板生产，具体涉及屈服强度1000MPa级高强韧钢板及其生产方法。

背景技术

目前国内外对高强度钢板的生产主要采用淬火+回火(即调质)的方法生产。如舞阳钢铁公司生产的WQ960E，该产品通过控制C含量并辅以Ni、Mo、Nb、Cr、V、Ti等元素合金化，采用两阶段控轧+控冷+调质的方法，该钢板的不足之处在于原材料成本很高，且工艺复杂、制造成本很高。又如2005年宝钢公司专利号为CN 1840724A的专利“屈服强度960MPa以上超高强度钢板及其制造方法”及专利号为CN 1840723A的专利“屈服强度1100MPa以上超高强度钢板及其制造方法”，均采用TMCP+回火工艺，该系列专利的不足之处在于钢材成本较高、且受钢材成分及生产条件限制，成品板厚≤16mm。国外方面，瑞钢奥隆类似等级的牌号为Weldox960钢板，该产品采用调质的工艺生产，依靠Al元素的细化作用细化晶粒、提高钢的强韧性，该技术的不足在于钢材制造成本较高，且高含量的Al容易在钢中产生更多的氧化铝夹杂，而产生细化晶粒作用的Al在焊接时大量溶解，导致热影响区晶粒粗大。

近年来，随着我国工程机械及矿山机械等产业的蓬勃发展，各种大型机械设备表现出大型化、高强化、轻量化的发展趋势。市场对高强度低合金钢板的需求正逐年升高。此外，由美国经济危机引发的全球性萧条对我国的钢铁业带来了较大冲击，钢铁行业正朝着“短流程、低能耗、低成本、高性能”的方向发展，提高劳动生产率，降低能耗和产品成本无疑是应对危机的重要对策之一。一些采用在线淬火(DQ)方法生产高强韧性钢板的技术方法涌现出来，专利号CN 101215624A的专利便是使用该技术生产出一种屈服强度560MPa级高强韧钢板，然而其使用的水幕冷却淬火方式冷却速度调节范围小，不易于厚度和宽度方向的均匀冷却控制，且使用低流量生产薄板时，水幕容易被破坏，较难保证薄规格钢板板型。专利号CN 101633976A的专利公布了一种适合不同厚度高强韧钢板的直接淬火工艺。该方法使用了更为先进的高密度层流冷却方式，但是其冷却能力依然较低，且整个生产过程缺乏对原始坯料质量的科学控制，对于生产合金化程度更高的超高强度钢板有较大困难。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种屈服强度1000MPa级高强韧钢板，采用电磁搅拌技术细化凝固组织晶粒，减少铸坯中心偏析及中心疏松，提高铸坯质量。在此基础上，合理的调控成分(主要控制C、Ni、Nb、Cr、Mo等元素含量)，充分挖掘合金内在潜能以及发挥在线淬火+离线回火工艺的能力，在保证钢板性能的前提下尽可能的降低钢材的原材料成本。

本发明的另一个目的在于提供一种屈服强度1000MPa级钢板的制备方法。该制备方法包括冶炼、浇铸、加热、轧制、在线冷却(DQ+ACC)、堆垛缓冷以及离线回火等工序，使用该方法可制备12mm到50mm范围内各规格高强钢板。

该钢板化学成分的重量百分比为：C：0.05％-0.08％；Si：0.1％-0.3％；Mn：1％-2％；P：≤0.015％；S：≤0.007％；Ni：0.3％-0.7％；Cr：0.3％-0.5％；Mo：0.3％-0.6％；Nb：0.02％-0.04％；V：0.03％-0.055％；Ti：0.01％-0.035％；B：0.002％-0.0035％，余量为Fe和不可避免杂质。

本发明气体含量控制目标：[O]≤0.002％，[N]≤0.004％(在Ti含量不超过上限的前提下，保证Ti/N≥3.2)，本发明碳当量指标Ceq≤0.56％。

下面，对本发明的低成本屈服强度1000MPa厚规格钢板的化学成分的作用作详细介绍：

C：是贝氏体、马氏体钢中主要强化元素，是提高钢板淬透性的主要元素。C含量过低，将导致钢板制备过程抑制晶粒长大及起强化作用的碳化物(如NbC等)含量降低，进而降低钢板强度，此外过低的碳含量还会提升炼钢成本。C含量过高，钢板的焊接性能、塑性、韧性均下降，因此综合考虑成本、性能等因素，本发明C含量的控制范围为0.05％-0.08％，优选为0.06％-0.078％。

Si：Si在钢中固溶能力较强，且降低奥氏体中C的扩散速度，可以起到一定的强化作用，但含量过高对钢板的低温韧性、焊接性能不利(在对低温韧性更为敏感的高强度钢板中表现尤为突出)。因此本发明控制Si含量在0.1％-0.3％，其作用还在于在炼钢的过程促进钢水纯净化。