[发明专利]屈强比≤0.85的大线能量焊接低温用钢及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低温用钢及其生产方法，具体地属于一种屈强比≤0.85的大线能量焊接低温用钢及其生产方法。

背景技术

随着现代科技的不断发展，各种钢结构的大型化，人们对钢的强韧性、强塑性匹配及焊接性提出了更高的要求，即在保证制造低成本的同时，大幅度提高钢板综合机械性能和使用性能。在保证抗拉强度的前提下，降低屈强比，即增加TS与YS之前的差值，才能提高钢材使用过程中的稳定性和安全性，提高钢结构的安全稳定性和冷热加工性；同时在优化成分的前提下，必须优化TMCP及热处理工艺，充分发挥合金元素各种强韧化机理作用，精细控制显微组织转变，降低钢板韧脆转变温度Tc，才能不断提高优异的低温冲击韧性，并获得优异的焊接性。

现有相关专利只是说明如何实现母材低温韧性，改善大线能量焊接性，关于大线能量焊接低温用钢专利很少，更没有涉及如何进一步降低钢板屈强比，提高安全使用性能；中国专利CN 101545077A、CN 102108467A、CN 100519809C等文献，虽确保了母材具有一定的低温冲击韧性，但是存在以下方面不足：

1）合金元素添加较多，Cu、Cr、Nb等成分偏高，Pcm值较高，同时添加B等元素，按说明虽可保证优良冲击韧性，但屈服强度较高，难以保证屈强比≤0.86，即钢板在使用过程中存在潜在的不稳定性和不安全性；

2）工艺较复杂，需正火或调质处理，增加制造成本；

3）未详细说明如何在保证抗拉强度前提下，降低屈服强度，即降低屈强比（US专利4855106 US专利4137104）；

4）没有给出C、Nb、Ti、N等之间的定量关系，造成钢板低温韧性及HAZ区性能不稳定，影响钢板正常使用寿命及安全性。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的不足，提供一种屈强比≤0.85，-80℃冲击功KV₂≥60J，-80℃（HAZ）≥27J，具有良好的低温韧性和焊接性的屈强比≤0.85的大线能量焊接低温用钢及其生产方法。

实现上述目的的措施：

屈强比≤0.85的大线能量焊接低温用钢，其组分及重量百分比含量为：C：0.04%～0.07%，Si≤0.20%，Mn：0.8%～1.2%，P：≤0.013%，S：≤0.003%，Ni：0.35%～0.85%，Cr：0.10%～0.30%，Ti：0.008%～0.02%，Nb：0.01%～0.02%，N：≤0.005%，其余为Fe及不可避免的杂质；并满足：Pcm= C+ Si/30+( Mn+ Cr+Cu)/20+ Ni/60+Mo/15+V/10+5B≤0.18%，Nb≤0.358 C，Ti/ N在2.5～3.5力学性能：屈强比≤0.85，-80℃冲击功KV₂≥60J，-80℃（HAZ）≥27J。

生产屈强比≤0.85的大线能量焊接低温用钢的方法，其步骤为：

1）经脱硫冶炼后连铸成坯；

2）将铸坯加热到1100～1220℃；

3）铸坯表面采用高压水除鳞至干净；

4）分段进行轧制：粗轧按照常规进行；精轧开轧温度控制在850～900℃，每道次压下率控制在不低于8%，累计压下率控制在不低于55%，终轧温度控制在760～810℃；

5）进行弛豫，控制弛豫时间在30～90秒；

6）进行冷却，冷却速度为5～20℃/秒下冷却至460～510℃；

7）空冷至室温；

8）进行回火处理，回火温度控制在600～650℃，回火时间按照不低于（1.0～1.3）Х板厚度（毫米），时间单位为：分钟；

9）再次空冷至室温。

本发明的化学成分具有如下特征：