[发明专利]屈服强度700MPa级高强钢及TMCP制造方法

说明书

技术领域

本发明属于高强钢生产技术领域，特别涉及一种屈服强度700MPa级高强钢及TMCP制造方法。

背景技术

随着我国机械制造工业的飞速发展，对工程机械用钢的强度、韧性、塑性及可焊性的要求越来越高；工程机械制造业为提高生产效率、减轻设备自重及降低能源消耗，对于强度级别较高的工程机械用钢需求量越来越大。

目前，生产高强度的工程机械用钢，可采用多种工艺方式，目前较为常见的是控轧控冷+回火工艺(TMCP+回火工艺)、控制轧制+调质工艺。

控轧控冷+回火工艺(TMCP+回火工艺)、控制轧制+调质工艺，在轧制后通过不同的热处理工艺，有利于改善并稳定钢板性能。但是，从工艺控制角度及成本方面考虑，采用较少的工序，对降低成本有利。TMCP工艺取消了后续的热处理过程，但同时也提出了一个问题，如何在单纯使用控轧控冷工艺情况下，既能保证钢板的强度指标，又能保证塑性韧性指标。

考虑到上述因素，在降低生产成本并保证钢板性能的前提下，本发明设计合适的成分体系，对于不同规格的钢板，优化并调整Cr、Ni、V、Mo等合金含量；在后续轧制过程中，合理控制轧制工艺参数、水冷工艺工艺参数，所生产的钢板强度、塑性、韧性匹配较好且比较稳定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种屈服强度700MPa级高强钢及TMCP制造方法，解决了降低700MPa级工程机械用钢板的生产成本，同时需要具有较好的强度、塑性、韧性及优良的焊接性能的问题。可以达到700MPa级高强钢的性能要求。

一种屈服强度700MPa级高强钢，以质量百分比计其化学成分为：C：0.07％～0.10％；Si：0.15％～0.40％；Mn：1.20％～1.80％；Cr：0～0.40％；Mo：0～0.30％；Ni：0～0.30％；B：0～0.0020％；Nb：0～0.070％；V：0～0.070％；Ti：0～0.020％；Alt：0～0.050％；P：≤0.015％；S：≤0.010％；碳当量Ceq:0.40～0.50；其余为Fe及不可避免杂质。

碳：碳是保证钢板淬透性的重要合金元素，也是决定碳当量的重要因素，对钢的强度、韧性、塑性及焊接性均有较大影响。碳含量过高，影响钢板焊接性能；碳含量过低，，影响钢板整体强度，在保证本发明钢板所需要强度的前提下，碳含量的范围：0.07％～0.10％；

硅：脱氧的必要元素，具有一定的固溶强化作用，过高会影响钢的韧性及焊接性，本发明中硅的范围：0.15％～0.40％；

锰：钢中重要的固溶强化元素，可降低相变温度，细化组织亚结构，在强化钢板的同时改善韧性；同时，可提高淬透性。若锰含量过高，对焊接及韧性不利，本发明锰的范围：：1.20％～1.80％；

铬：增加钢的淬透性，细化组织，降低韧脆转变温度；与锰配合使用，可提高钢的淬硬性，改善钢的力学性能；铬比锰的偏析倾向小，以铬代替部分锰，可减少钢板心部偏析，改善钢板内部质量，提高力学性能的均匀性；本发明铬含量范围：0～0.40％；

钼：可以显著增加钢的淬透性及淬硬性，细化淬火后钢的显微组织，提高韧性。但因钼是一种贵重合金，为降低成本，在保证性能的前提下，根据实际钢板厚度，选择少加不加钼，本发明钼的范围：0～0.30％；

镍：提高钢的低温韧性，改善塑性。镍也是一种贵重合金，过高将增加成本，选择少加不加镍，本发明镍的范围：0～0.30％；

铌、钛、钒：铌、钛均是强碳及氮化合物形成元素，在钢坯加热及轧制过程中，钉扎奥氏体晶界并阻止奥氏体晶粒过度长大；在轧制水冷过程中，钒做为微合金元素，沉淀析出一定量的碳氮化物，提高钢的强度。根据实际需要，本发明适当加入铌、钛、钒三种微合金元素；

硼：显著提高钢的淬透性比较有效的元素，极易在晶界偏析，阻止碳的析出，微量的硼即可起到明显的作用。但硼含量过高，易形成硼的碳氮化物，降低韧性并引起热脆，其合理范围：0～0.0020％；

磷、硫：钢中有害元素，对冲击和韧性不利；本发明采用纯净钢生产技术，尽量减少磷、硫元素对钢性能的不利影响。

一种屈服强度700MPa级高强钢的TMCP制造方法，具体步骤及参数如下：