[发明专利]一种800MPa级含钒低碳贝氏体复相钢及其生产方法

说明书

本发明公开了一种800MPa级含钒低碳贝氏体复相钢及其生产方法，化学成分组成：C：0.10～0.13%，Si：0.20～0.30%，Mn：1.80～1.90%，V：0.095～0.120%，N：0.0110～0.0130%；生产方法包括铁水脱硫、转炉冶炼、LF精炼、RH真空脱气、板坯连铸、板坯加热、控制轧制、控制冷却、卷取工序。本发明含钒低碳贝氏体复相钢抗拉强度≥800MPa，屈服强度≥700MPa，延伸率≥15%，‑20℃纵向冲击功≥120J；组织为多边形铁素体和粒状贝氏体；该钢在保证高强度的条件下，仍能保持很高的韧性，在恶劣环境下能满足焊接性能，可用于石油管线、舰船、大型构件及海洋设施等方面。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种800MPa级含钒低碳贝氏体复相钢及其生产方法。

背景技术

高强度低碳贝氏体钢与普通低合金钢相比，该钢种由于碳含量下降，在保证高强度的条件下，仍能保持很高的韧性，在恶劣环境下能满足焊接性能，其应用范围广泛，可用于石油管线、舰船、大型构件及海洋设施等方面。

从贝氏体钢发展趋势来看，开发研制控轧控冷贝氏体钢是十分必要的。低碳贝氏体钢通过控轧控冷不仅可以充分细化组织，大幅度提高钢的综合性能，而且控轧控冷贝氏体钢无需热处理工序，节能又节省合金资源，因此生产成本明显降低，而且可以防止淬火开裂，减少热处理变形，提高产品质量，从而具有广阔的应用前景。但目前国内对低碳贝氏体钢的研发大部分停留在试验研究阶段，对奥氏体再结晶、未再结晶、奥氏体与铁素体两相区三段控轧工艺以及后续的冷却控制方面还未形成稳定的生产工艺。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种800MPa级含钒低碳贝氏体复相钢及其生产方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种800MPa级含钒低碳贝氏体复相钢，所述含钒低碳贝氏体复相钢化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.10～0.13%，Si：0.20～0.30%，Mn：1.80～1.90%，P≤0.015%，S≤0.005%，Nb：0.050～0.060%，V：0.095～0.120%，Ti：0.015～0.030%，Mo：0.130～0.150%，Cr：0.25～0.32%，Als：0.025～0.040%，N：0.0110～0.0130%，余量为Fe及不可避免的杂质元素。

本发明各组成元素的作用及机理：

C：C是强化作用非常好且廉价的固溶强化元素，如果其含量过低，则不能满足材料强度的要求；如果其含量过大，则不能满足材料的良好焊接性能。所以，根据本钢种的低碳路线，将其含量限定在0.10～0.13%。

Si：Si作为还原剂和脱氧剂，能提高钢的淬透性，将其含量限定在0.20～0.30%。

Mn：Mn是提高强度和韧性最有效的元素。如果其含量小于1.30%，则不能满足材料强度要求，所以，将其含量限定在1.80～ 1.90%。

P：为了避免材料的焊接性能、冲压成形性能、韧性、二次加工性能发生恶化，设定其含量上限为0.015%。

S：S是非常有害的元素。钢中的硫常以锰的硫化物形态存在，这种硫化物夹杂对钢的冲击韧性是十分不利的，并造成性能的各向异性，因此，需将钢中硫含量控制得越低越好。基于对钢板冲压成形工艺和制造成本的考虑，将钢中硫含量控制在0.005%。

Nb、Ti：有效细化晶粒、提高强度和韧性的元素，以碳化物和碳氮化物的形式存在于钢中。Nb可明显提高奥氏体未再结晶温度，对细化晶粒有强烈的作用。Ti是碳化物形成元素，对提高钢的强度有明显的作用，本发明控制Nb含量为0.050～0.060%、Ti含量为0.015～0.030%。

Cr：铬能增加钢的淬透性并有二次硬化作用，增加钢的热强性，显著提高钢的脆性转变温度，本发明将其含量限定在0.25～0.32%。