[发明专利]一种低温用高强高韧厚板结构钢及其热处理方法

权利要求书

1.一种低温用高强高韧厚板结构钢，其特征在于，组成成分按重量百分比为：

C：0.03-0.08%，Cr：0.8-1.9%，Mn：0.01-1.0%，Ni：3.5-7%，Mo：0.2-0.5%，V：0.15-0.2%，Nb：0.01-0.05%，Cu：1.2-3.8%，Al：0-0.5%；P：＜0.015%，S：＜0.010%，余量为Fe和不可避免的杂质；

所述的低温用高强高韧厚板结构钢的热处理方法，包括以下步骤：

（1）按照配比冶炼成钢锭或铸坯，1150-1250℃均热，经过总计不少于12道次粗轧和精轧，终轧温度不小于750℃，累积压缩比4~7，轧制后空冷或水冷；

（2）离线热处理：

（2-a）淬火，记作Q：在870-915℃奥氏体化40-120min，水冷；

（2-b）两相区临界回火，记作L：在625-680℃高温回火40-60min，水冷；

（2-c）回火，记作T：在525-575℃回火30-360min，空冷；

当步骤（1）轧制后空冷时，离线热处理依次执行步骤（2-a）、步骤（2-b）和步骤（2-c），得到所述的低温用高强高韧厚板结构钢；

当步骤（1）轧制后水冷时，离线热处理依次执行步骤（2-a）、步骤（2-b）和步骤（2-c），或依次执行步骤步骤（2-b）和步骤（2-c），得到所述的低温用高强高韧厚板结构钢；

经过步骤（2-c）处理后得到的钢材中形成有弥散分布的等效尺寸在5 nm以下的富Cu析出相，该富Cu析出相具有体心立方结构，呈球型，与基体保持共格界面；除此之外，主要在马氏体相和铁素体相的界面处，形成有宽度20nm、呈薄膜状的面心立方结构的奥氏体相，按体积百分比计，此奥氏体相为2%~7%。

2.如权利要求1所述的低温用高强高韧厚板结构钢的热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）按照配比冶炼成钢锭或铸坯，1150-1250℃均热，经过总计不少于12道次粗轧和精轧，终轧温度不小于750℃，累积压缩比4~7，轧制后空冷或水冷；

（2）离线热处理：

（2-a）淬火，记作Q：在870-915℃奥氏体化40-120min，水冷；

（2-b）两相区临界回火，记作L：在625-680℃高温回火40-60min，水冷；

（2-c）回火，记作T：在525-575℃回火30-360min，空冷；

当步骤（1）轧制后空冷时，离线热处理依次执行步骤（2-a）、步骤（2-b）和步骤（2-c），得到所述的低温用高强高韧厚板结构钢；

当步骤（1）轧制后水冷时，离线热处理依次执行步骤（2-a）、步骤（2-b）和步骤（2-c），或依次执行步骤步骤（2-b）和步骤（2-c），得到所述的低温用高强高韧厚板结构钢。

3.根据权利要求2所述的低温用高强高韧厚板结构钢的热处理方法，其特征在于，经过步骤（1）处理后得到的钢材的显微组织主要为马氏体和/或贝氏体。

4.根据权利要求3所述的低温用高强高韧厚板结构钢的热处理方法，其特征在于，经过步骤（2-a）处理后得到的钢材的显微组织为：具有层级结构的高位错密度的板条马氏体组织，并含有按体积百分比计＜2%的残余奥氏体。

5.根据权利要求3或4所述的低温用高强高韧厚板结构钢的热处理方法，其特征在于，经过步骤（2-b）处理后得到的钢材的显微组织为：溶质原子贫化的低位错密度的铁素体相和溶质原子富集的高位错密度的马氏体相构成的双相组织；所述的铁素体相和马氏体相均为体心立方结构，且铁素体相的正方度高于马氏体相的正方度；按体积百分比计，铁素体相计为70%~85%，马氏体相计为15%~30%。

6.根据权利要求5所述的低温用高强高韧厚板结构钢的热处理方法，其特征在于，经过步骤（2-b）处理后得到的钢材的微观结构还包含：弥散分布的等效尺寸为18~35 nm的富Cu析出相，以及等效尺寸为12~25 nm的富Mo和V以及Nb的合金碳化物，该富Cu析出相具有面心立方结构，呈椭球型，与基体保持非共格界面，而合金碳化物呈球形，与基体也为非共格，且往往与富Cu析出相邻形成。