[发明专利]一种低焊接裂纹敏感性钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金制造技术领域，涉及一种屈服强度690MPa的低焊接裂纹敏感性钢板及其制造方法。

背景技术

随着工程机械、煤矿机械向装备大型化、轻量化、重载荷等方向发展，使用钢板强度由传统的屈服强度460级别向550、690MPa高强钢发展，而且高强钢板用量呈现不断增加的趋势。

现有技术有介绍贝氏体高强钢、低裂纹敏感性钢板的文献。

中国专利CN1218115公开了“铜硼系低碳及超低碳贝氏体高强钢”，其成分设计上采用超低碳至低碳、铜及Nb的复合加入，利用铜硼等元素促使贝氏体相变，同时利用ε和Nb、Ti复合沉淀析出作用获取高强度；不足之处是添加了Cu元素，含量在0.5%左右，成本高，而且增加了冶炼和连铸难度，如果加热温度不当，钢板表面很容易出现龟裂等缺陷，所能生产的钢板厚度仅在16mm以下。

中国专利CN102888565A公开了“一种屈服强度690MPa级高强度钢板及其制造方法”，其化学成分为C：0.04～0.09％、Si：0.25～0.50％、Mn：1.4～1.7％、P：≤0.020％、S：≤0.010％、Cr≤0.45％、Mo≤0.20％、Nb：0.04～0.05％、V：0.05～0.07％、Ti：0.005～0.020％、B：0.0005～0.0025％，余量为Fe和不可避免的杂质。采用低碳微合金化设计，通过TMCP+回火工艺，获得了细化贝氏体为主的基体组织，从而获得了强度、塑性和韧性的良好匹配，不足之处是合金设计同时增加了Cr、Mo和V，合金成本上升，且需采用回火工艺来弥补伸长率低问题，增加热处理成本及影响交货及时度。

中国专利CN102345061A公开了“一种Q690D优质结构钢中厚板及其生产方法”，化学成分为C：0.05～0.15wt%、Si：0.20～0.40wt%、Mn：1.40～1.65wt%、P：≤0.010wt%、S：≤0.005wt%、Nb或/和V或/和Ti：0.05～0.20wt%、Mo：0.10～0.30wt%、B：0.05～0.15wt%、Als：≤0.050wt%，余为Fe。采用TMCP和控制冷却技术获得了强度韧性塑性良好匹配的以贝氏体为主的钢板。不足之处是需添加贵重合金Mo，合金成本上升，且韧性只满足-20℃，不能达到更高韧性钢种要求。

中国专利CN104357755A公开了一种适于低温下使用的大厚度、高强度钢板及其制造方法，化学成分为C：0.08～0.15%，Si：0.15～0.35%，Mn：0.95～1.25%，P：≤0.01%，S：≤0.005%，Cr：0.35～0.55%，Mo：0.35～0.55%，Ni：0.8～1.5%，Cu：0.20～0.40%，Al：0.02～0.08%，V：0.03～0.05%，Nb：0.02～0.04%，Ti：≤0.02%，N：≤0.006%，B：0.0008～0.002%，余量为Fe及不可避免的杂质元素。所述钢板的制造工艺流程为冶炼、连铸→加罩缓冷→带温清理→加热→轧制→空冷和矫直→缓冷→调质处理，通过添加贵重Mo、Cu、Ni并采用离线调质工艺才能达到屈服强度550MPa，-60℃冲击≥100J的性能。

由以上可见，现有技术中要获得高韧性的屈服强度690MPa级工程机械用高强度钢板主要以固溶强化、析出强化为主来提高强度，添加贵重的Cu、Mo、V等合金元素，工艺方面需采用回火或调质。焊接时需不同程度的焊前预热和焊后热处理，不仅增加了钢企的生产成本，同时又增加了下游用户的生产成本。

发明内容

为克服上述的技术缺点，本发明提供一种低焊接裂纹敏感性钢板及其制造方法，它采用Si-Mn-Nb-Ti-Cr-Al-B系低成本成分设计，通过控制热机械轧制和冷却技术，无需回火处理，不需添加昂贵的Mo、V等合金，制备了一种屈服强度达690MPa级的具有-60℃低温超高韧性和焊接裂纹敏感性指数低钢板，具有成本低廉、强度高、仅TMCP无需回火处理等特点。