[发明专利]一种600MPa级低合金高强度特厚钢板及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于低合金高强度钢板生产技术领域，特别涉及一种600MPa级低合金高强度特厚钢板及其生产方法。

背景技术

低合金高强度结构钢以其较低的合金含量、较高的强韧性、良好的焊接性能，广泛用于桥梁、建筑结构、机械行业等领域。随着我国经济的快速发展，各行业对低合金高强度结构钢产品，无论从数量上还是从品种质量上都已提出了较高的要求。通过成分、轧制工艺的改进和创新，从而使得组织控制更为精确有效，利用较低的合金成本获得较高强度、优异强韧性、良好焊接性能的结构钢特厚板。

对比案例1：在本发明申请之前，公开号为CN 1537968A的中国发明专利公开说明了一种屈服强度460MPa级低合金高强度结构钢板材的制造方法，该结构钢采用高Nb-Ti系合金设计，C：0.13~0.20%、Si：0.2~0.5%、Mn：1.3~1.7%、Nb：0.01~0.02%、Ti：0.005~0.01%、Als：0.005~0.015；加热温度1200~1250℃，分两阶段轧制。该钢添加贵重金属Nb、Ti合金，铸坯加热温度高。该发明钢板实施例上的厚度大都在12~30mm规格区间，与本专利申请中所述50~100mm高强度特厚板的规格范围不同。

对比案例2：在本发明申请之前，公开号为CN 101463449A的中国发明专利“640~800MPa高强度工程机械用钢及其生产方法”中公开了一种具有高强度工程机械用钢的生产方法。该钢的化学成分按质量百分比为C：0.12~0.17%、Si：0.2~0.5%、Mn：1.3~1.67%、P：≤0.020%、S：≤0.013%、V：0.09~0.15%、Nb：0.035~0.060%；该钢板采用Nb-V的合金体系，合金成本高，且钢板的的厚度规格仅为10~40mm，与本专利申请中所述50~100mm高强度厚板的规格范围不同。

对比案例3：在本发明申请之前，公开号为CN 102041438 A的中国发明专利申请公布说明书 “低合金高强度结构钢Q460C特厚板及其生产方法”公开了一种低合金高强度结构钢Q460C特厚板的生产方法。该结构钢采用V-Nb-Ni-Ti微合金成分设计体系，钢水采用VD真空Ca脱气处理，模铸浇注，轧后采用正火热处理。该钢板生产成本较高，采用模铸和正火的生产工艺进行生产，与本专利申请中所述的高强度特厚板的生产方法所采用的生产方法不同。

目前大于50mm规格600MPa级别的高强度结构钢特厚板的生产大部分采用添加Mo、Ni、Nb、V、Ti等微合金元素中的两种或两种以上复合加入，采用控轧控冷的轧制工艺，轧后多采用回火热处理，其合金成本及生产成本均较高。钢种中添加较多的微合金元素，不利于焊接性能，同时也增加了生产成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种600MPa级低合金高强度特厚钢板及其生产方法。特别针对厚度为50~100mm具有低成本、高强韧性、良好焊接性能的特厚钢板，该钢板无需添加Mo、Ni、Nb、Ti等贵重金属元素，仅在普碳钢基础上，添加V元素，利用V-N微合金化，采用控轧、控冷工艺，尤其是UFC（超快速冷却）+ACC（加速层流冷却）冷却工艺，采用堆垛缓冷措施，无需进行轧后热处理，利用细晶强化、析出强化、弥散强化等作用，即可生产出强度大于600MPa、-20℃V型缺口冲击功≥180J的高强度特厚钢板。

本发明所述的一种600MPa级低合金高强度特厚钢板，其化学成分的重量百分比为：C：0.15~0.18%、Si：0.20~0.50%、Mn：1.30~1.60%、P：≤0.02%、S：≤0.015%、Alt：0.01~0.05%、V：0.03~0.09%、N：0.005~0.020%，余量为Fe和夹杂。

本发明所述钢板成分中各元素的作用如下：

C：是钢中最基础、最经济的强化元素，通过固溶强化和析出强化提高钢的强度，但C影响钢的韧性和焊接性能。综合考虑，在保证强度的同时，适当控制碳含量。

Mn：是固溶强化元素，能够通过固溶强化来提高钢的强韧性。

Si：是固溶强化元素，能够提高钢的强度和硬度。

P和S：一般情况下，磷和硫都是钢中有害元素，增加钢的脆性。在本钢中属于有害元素，应控制磷和硫的含量。

Alt：是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝，可细化晶粒，提高冲击韧性。