[发明专利]一种具有低屈服比的超高强韧钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢板及其制造方法，尤其涉及一种超高强韧钢板及其制造方法。

背景技术

高强韧钢板广泛应用于机械结构、建筑桥梁和工程结构。钢板的力学性能包括屈服强度、抗拉强度、延伸率和低温冲击功等。在选用机械结构和建筑桥梁等结构件用钢板时，通常以屈服强度为基准并给予一定的安全系数。屈服强度和抗拉强度之比称为屈强比，在工程应用中屈强比主要体现为当结构件在受到超过屈服强度的极限应力时，钢板从屈服开始到完全失效过程的安全性系数。如果钢板的屈强比较低，则当钢板受到高于屈服强度的应力时，钢板在应力达到抗拉强度导致材料断裂或结构失稳之前，具有较宽的安全范围。如果钢板的屈强比较高，则当钢板在达到屈服强度之后，钢板会迅速达到抗拉强度而发生断裂。因此，对于结构件安全性能要求较高的情况下，需要采用具有低屈服强度的钢板。例如，高层建筑的钢结构、水电压力钢管和煤矿液压支架等结构件，这样遇到类似于地震、山体滑坡和塌方等自然灾害时，低屈强比的钢板可吸收更多能量，延缓结构破坏时间或避免结构彻底破坏，防止次生灾害的发生，降低人员生命的威胁。

钢板的屈服现象明显时，屈服强度采用上屈服强度、下屈服强度表示；钢板的屈服现象不明显时，屈服强度采用0.2%塑性变形的强度Rp_0.2表示。低碳钢板的上屈服强度是由于间隙原子在位错附近形成柯垂尔气团，阻碍位错开始运动；在位错开动之后，柯垂尔气团的作用消失，需要在钢板上施加的力减小，则形成下屈服。如果位错开动包括了柯垂尔气团及位错环和位错墙的交互作用等，则屈服现象不明显。屈服强度代表着大尺度范围位错增殖和运动而使滑移带变宽的应力。部分文献认为屈服强度是可运动的刃型位错全部滑出晶体对应的应力，而抗拉强度是材料在拉伸过程中可抵抗的最大应力，通常伴随着微裂纹的形核长大和扩展。

具有低屈强比钢板的设计和制造，通常采用软相和硬相结合的微观组织来获得具有较低屈服强度和较高的抗拉强度。例如：

公布号为WO2007/051080，公开日为2007年5月3日，名称为“具有低屈服比、高韧性和优异可焊性的高强度双相钢”的专利文献，其提供了一种具有软和硬相复合显微组织的双相高强度钢，其复合显微组织可提供低的屈服比、高的应变能力、优异可焊性及高韧性，其化学成分包括C：0.03-0.12%，Ni：0.1-1.0%、Nb：0.005-0.05%、Ti：0.005-0.03%、Mo：0.1-0.6%、Mn：0.5-2.5%、Cu：≤1.0%、Cr：≤1.0%、Ca：≤0.01%，还包括可选元素V：≤0.1%、B：≤0.002%、Mg：≤0.006%、N：≤0.010%、Si：≤0.5%、Cu：≤1.0%、Al：≤0.06%、P：≤0.015%、S：≤0.004%。该双相钢包括约10体积%至约60体积%的主要由细晶粒铁素体构成的第一相或组分。该第一相具有平均晶粒尺寸约5微米或更小的铁素体。该双相钢还包括约40体积%至约90体积%的第二相或组分,所述第二相或组分包括细晶粒马氏体、细晶粒下贝氏体、细晶粒粒状贝氏体、细晶粒退化上贝氏体或它们的任何混合物。

公开号为CN 101045977A，公开日为2007年10月3日，名称为“800MPA级高韧性低屈服比厚钢板及其制造方法”的中国专利文献，公开了一种高强韧低屈服比厚钢板及其制造方法，其化学成分包括C：0.05-0.09%、Si：0.35-0.45%、Mn：1.5-1.90%、Ni：0.30-0.70%、Nb：0.04-0.08%、Al：0.02-0.04%、Ti：0.01-0.04%，该钢板具有低屈强比且抗拉强度大于800MPa。

公开号为CN1924065A，公开日为2007年3月7日，名称为“700MPA级高韧性低屈服比厚钢板及其制造方法”的中国专利文献也公开了一种钢板，其化学成分质量百分比为:C0.03～0.06，Si0.35～0.55，Mn1.00～1.55，Ni0.50～0.70，Nb0.02～0.06，Al0.02～0.04，Ti0.01～0.04，V0.04～0.07，Cu0.50～0.70，余量为Fe和不可避免杂质。其制造方法包括：A.冶炼并浇铸成坯；B.加热至1180～1220℃；C.轧制，开轧温度为1050～1100℃，轧件厚度到达成品钢板厚度的2～3倍时，在辊道上待温至920～960℃，随后进行第二阶段轧制,道次变形量5～15MM，道次变形率10～25%；终轧温度820～880℃；D.轧制结束，空冷60～120秒钟，然后加速冷却，以10～20℃/秒速度冷却至460～600℃，钢板出水后空冷。