[发明专利]一种低屈强比超厚水电高强度钢板及其制造方法

说明书

本发明涉及一种低屈强比超厚水电高强度钢板，化学成分按质量百分比计为C：0.03～0.08％、Si：0.05～0.35％、Mn：0.60～1.00％、P≤0.012％、S≤0.005％、Cr：0.50～1.00％、Ni：0.10～0.30％、V：0.12～0.18％、B：0.0010～0.0020％，余量为Fe及不可避免的杂质元素，满足：Ceq≤0.42％，Pcm≤0.20％。工艺流程：连铸→铸坯加热→控制轧制→在线淬火→探伤→回火。本发明钢采用C+Mn+Cr+V成分设计，成分更简单，Ceq、Pcm值较低，焊接性较好；同时采用在线淬火+离线回火工艺，充分发挥淬透性元素促进贝氏体、马氏体组织的形成，缩短待温时间，抑制晶粒度长大，同时有助于节省加热能耗，缩短生产周期。

技术领域

本发明涉及特种钢材的制造工艺，具体涉及一种低屈强比的水电钢板的制造方法。

背景技术

我国水力发电占国内能源结构的第二位，近些年，水力发电以污染小、可持续发展等优势得到快速发展，国内各大江大河上各种大型、特大型水电站发展迅速，水电站容量和水头压力越来越大。水电站用压力钢管、蜗壳、岔管等对钢材需求日益扩大，对其强度、韧性等提出了更严格要求。600MPa调质水电站压力钢管用钢如07MnMoVR、WDL610D2、WDB620等国内牌号钢种因强度低，导致钢板厚度增加，野外现场焊接施工困难，已不适合特大型高水头水电站的要求，而800MPa钢强度碳当量高，焊接性较差，焊前需预热导致施工焊接环境恶劣。目前水电站压力钢管急需一种强度和焊接性具有较匹配的钢种，解决其壁厚较厚的问题。

申请号(CN201310269680.2)的专利文件公开了一种800MPa级水电站压力管道用高强度钢及其生产方法，该钢抗拉强度超过780MPa，可大大减薄压力钢管的壁厚，但该钢采用淬火+回火工艺生产，且添加了贵重合金元素Mo、Nb等，碳当量较高，焊接性较差，对焊接要求较高，且工艺流程长，生产成本较高。

申请号(CN201510188306.9)的专利文件公开了一种屈服620MPa级水电工程用热轧钢板及其生产方法，其通过两阶段控轧控冷加回火工艺来生产，抗拉强度超过700MPa，但其采用300mm厚坯料生产实际厚度仅为40mm厚钢板，不属于超厚钢板，且贵重元素Ni含量达到0.35％，Nb含量超过0.04％，生产成本较高。

申请号(CN103045965A)的专利文件公开了600MPa级水电压力钢管用钢板，利用TMCP工艺将250mm厚铸坯轧制成厚度不超过80mm的钢板，然后回火处理得到-20℃冲击韧性优良的水电压力钢管用钢板。但其强度较低，在特大型水电站中应用必然导致壁厚增加，给焊接造成很大困难。

综上所述，现有水电站压力钢管用钢板及同级别超厚钢板存在屈强比高、焊接性较差、工艺流程长、生产成本高等问题，给特大型水电站现场制造、施工、焊接等带来较大困难，无法满足新建的大型、特大型水电站的要求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术提供一种低成本、低屈强比超厚水电高强度钢，采用低碳低锰高Cr高V并辅以B、Ni微合金化的成分体系和在线淬火+离线回火工艺生产，成品厚度为80～150mm，钢板具有高强度、低屈强比、优异低温韧性、低碳当量、优良焊接性能等特点，且生产工艺流程短，生产能耗低，适合批量生产。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种低屈强比超厚水电高强度钢板，化学成分按质量百分比计为C：0.03～0.08％、Si：0.05～0.35％、Mn：0.60～1.00％、P≤0.012％、S≤0.005％、Cr：0.50～1.00％、Ni：0.10～0.30％、V：0.12～0.18％、B：0.0010～0.0020％，余量为Fe及不可避免的杂质元素。并满足：

Ceq＝C+Si/24+Mn/6+Cr/5+Mo/4+V/14≤0.42％，

Pcm＝C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B≤0.20％。