[发明专利]一种超高强度钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及高强度钢板及其制造方法，特别是涉及一种抗拉强度不小于1800MPa的超高强度钢板。

背景技术

矿山机械车辆是大型露天矿山和大型水利工程建设的主要运输工具。在高磨损、大冲击的工况条件，及车身轻量化的要求下，对超高强度钢板的需求日益扩大。

CN101376945A涉及一种2000MPa级超高强度高韧性钢板及其制造方法。其成份设计的特点为高C、高Si和高Mn，通过控轧控冷工艺，设计出一种以贝氏体+马氏体复相钢。合金元素简单，但含量很高，在生产和使用中的难度较大

CN101713046A涉及一种纳米洗出强化及控制的超细晶粒马氏体钢的制备方法。获得抗拉强度为1000-2000MPa的马氏体组织为主的合金钢。该钢基础成份体系为C-Mn-Ti-B，在此基础上添加其它元素，通过轧制工艺和后续热处理控制，利用TiC的析出强化提高强度。其基础钢成份简单，合金元素含量较低，但生产工艺比较复杂，需要进行退火、淬火及回火处理，制造工序复杂。

因此，仍需要一种生产工艺简单的超高强度马氏体钢。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗拉强度不小于1800MPa级的超高强度钢板。

为实现上述目的，本发明的抗拉强度不小于1800MPa级的超高强度钢板，按重量百分比计的化学元素为：C：0.25-0.35％、Si：0.20-0.60％、Mn：08-20％、P≤0010％、S≤0005％、Al：002-006％、Cr：030-100％、Mo：0.20-0.60％、Ti：0.01-0.05％、B：0.001-0.005％，Ni≤1.0％，余量为Fe和不可避免的杂质。

本发明钢板的组织结构为马氏体。

本发明的另一个目的是提供上述抗拉强度不小于1800MPa级的超高强度钢板的制造方法，该方法包括如下步骤：

按照所述成分进行冶炼，并浇铸成铸坯或钢锭；

将铸坯或钢锭加热到1180-1250℃后进行轧制，其中，第一阶段(再结晶区)轧制，进行多道次大压下轧制且累计变形量≥80％；第二阶段(未再结晶区)，终轧温度控制在870-930℃；

轧制后的钢板加速冷却至200℃以下；

然后在温度为200±20℃温度进行回火。

本发明通过合理设计化学成分，添加少量合金元素，充分利用加速冷却工序中水的作用，因此原料成本大大降低，在相同的强度级别下，碳当量大大降低。由于本发明钢板采用热机械控制轧制与直接淬火(DQ)技术，只需进行低温回火处理，不需要离线淬火处理，从而简化了制造工序，节约能源，降低了钢的制造成本。由于成分和工艺设计合理，从实施效果来看，工艺制度比较宽松，可以在中、厚板产线上稳定生产。本发明的超高强度钢板屈服强度大于1400MPa、抗拉强度大于1800MPa、夏氏冲击功Akv(-20℃)≥20J，可生产厚度≤15mm的钢板。

附图说明

图1为本发明实施例1钢板的金相组织。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的特点和优点进行详细说明。

本发明中，除非另有指明，含量均指重量百分比含量。

为了实现较低原料成本地提供抗拉强度不小于1800MPa级的超高强度钢板的本发明目的，各元素控制如下：

C：在钢中起固溶强化的作用，是对钢的强度贡献最大且成本最低的强化元素。为了达到超高强度，希望钢中含有中等含量C，但是C含量太高，对焊接性能和韧性不利。因此为了达到平衡，本发明C含量控制为0.25-0.35％，优选为C：0.26-0.35％。

Si：是脱氧元素；在钢中还起到固溶强化的作用，加入Si可显著提高钢的强度；但过多加入会使钢的韧性降低，本发明Si含量控制为0.20-0.60％，优选为Si：0.21-0.59％。

Mn：可以降低临界冷却速度，大大提高淬透性，同时对钢具有固溶强化作用。若含量太高，使马氏体转变温度下降太多，导致室温残余奥氏体增加，不利于钢的强度增加；在铸坯中心偏析部位生成粗大的MnS，使板厚中心的韧性降低。本发明Mn含量控制为0.80-2.00％，优选为Mn，0.85-1.95％。