[发明专利]低碳当量80公斤级高性能调质钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及调质钢板的制造方法，特别涉及低碳当量80公斤级高性能调质钢板及其制造方法到，调质钢板屈服强度≥690MPa，抗拉强度≥780MPa，-40℃的Charpy冲击功(单个值)≥100J，优良焊接性即焊接热影响区(HAZ)的-40℃的Charpy冲击功(单个值)≥47J，拉伸率δ₅≥15％，调质钢板的显微组织为细小回火马氏体+回火下贝氏体。

背景技术

众所周知，低碳(高强度)低合金钢是最重要工程结构材料之一，广泛应用于石油天然气管线、海洋平台、造船、桥梁结构、锅炉容器、建筑结构、汽车工业、铁路运输及机械制造之中。低碳(高强度)低合金钢性能取决于其化学成分、制造过程的工艺制度，其中强度、韧性和焊接性是低碳(高强度)低合金钢最重要的性能，它最终决定于成品钢材的化学成分与显微组织。随着科技不断地向前发展，人们对高强钢的强韧性、强塑性匹配提出更高的要求，即在维持较低的制造成本的同时大幅度地提高钢板的综合机械性能和使用性能，以减少钢材的用量节约成本，减轻钢结构的自身重量、稳定性和安全性，更为重要的是为进一步提高钢结构安全稳定性和冷热加工性。

目前日韩欧盟范围内掀起了发展新一代高性能钢铁材料的研究高潮，力图通过合金组合设优化计和革新制造工艺技术获得更好的组织匹配，使高强钢获得更优良的强韧性、强塑性匹配及焊接性的同时，实现稳定批量、低成本制造，提高产品市场竞争力。

传统的抗拉强度大于780MPa的调质钢板主要通过淬火加回火(DQT或QT)，即所谓调质方法来生产，这就要求钢板必要具有足够高的淬透性，即淬透性指数DI≥2×成品钢板厚度〖DI＝0.367C^0.5(1+0.7Si)(1+3.33Mn)(1+0.35Cu)(1+0.36Ni)(1+2.16Cr)(1+3Mo)(1+1.75V)(1+1.77Al)×25.4(mm)〗，以确保钢板具有足够高的强度、优良的低温韧性及沿钢板厚度方向的显微组织与性能的均匀，因此不可避免地向钢中加入大量Cr、Mo、Ni、Cu等合金元素，这类钢板中Mo、Ni等合金元素含量一般要控制在≥0.50％，碳当量Ceq也高达0.50％以上，甚至贵重元素Ni含量要控制在≥1.00％以上(昭59-129724、平1-219121)。如此，不仅钢板的合金含量较高，碳当量Ceq和焊接冷裂纹敏感指数Pcm也较高，这给现场焊接带来较大的困难，焊前需要预热、焊后需要热处理，焊接成本升高、焊接效率降低、焊接现场工作环境恶化；而且钢板制造成本也大幅度升高，影响钢板市场竞争力和推广使用。虽然这种调质工艺生产出钢板的强度、低温韧性及延伸率等技术指标能够满足用户的要求，但是钢板制造成本高、焊接加工制作成本高，除高要求的压力水管与涡壳、低温高强容器、海洋平台等工程使用外，难以向量大面广的工程机械、桥梁结构、汽车工业及铁路运输等行业推广，产品的使用范围受到较大的限制。

现有大量专利文献只是说明如何实现母材钢板的强度和低温韧性，就改善钢板焊接能性，获得优良焊接热影响区HAZ低温韧性说明较少，也没有涉及如何在提高钢板抗拉强度的同时，提高钢板的抗拉延伸率，更没有涉及如何批量稳定地降低钢板的制造成本与焊接加工制作成本，参见日本专利昭63-93845、昭63-79921、昭60-258410、特平开4-285119、特平开4-308035、平3-264614、平2-250917、平4-143246及美国专利US Patent4855106、US Patent5183198、US Patent4137104、US Patent4790885、US Patent4988393、US Patent5798004、欧洲专利EP0867520A2、EP 0288054A2等。

发明内容