[发明专利]免回火超高强工程机械用钢Q890D及其生产方法

说明书

本发明公开了一种免回火超高强工程机械用钢Q890D及其生产方法，属于冶金技术领域。其化学成分及重量配比为C:0.040～0.060%，Mn:0.90～1.05%，Nb:0.035～0.050%，Ti:0.020～0.030%，Cr:0.45～0.55%，Mo:0.55～0.65%，B:0.0010～0.0015%，余量为Fe和不可避免的杂质。其生产方法包括板坯加热、控制轧制、驰豫+在线淬火工序。本发明Q890D钢板为低碳贝氏体+铁素体组织，且晶粒均匀细小，力学性能满足GB/T16270‑2009的要求，无需进行回火处理，实现了低成本生产。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种免回火超高强工程机械用钢Q890D及其生产方法。

背景技术

Q890D是GB/T 16270-2009中强度级别第二高的钢种，主要应用于挖掘机、起重机、港口吊臂、液压支架等工程机械领域。

目前，国内厂家主要使用国外进口的Q890D钢板，产品售价较高，而国内具备该类产品生产能力的厂家，如：舞钢、莱钢等主要采用离线淬火+回火的调质工艺生产，工序成本较高。Q890D钢板成分中主要元素为C、Mn、Nb、Cr、Mo、V、Ti等，具体的成分百分比含量如下表所示：

由上表可知，为了提升产品的强度，主要相变元素为Cr、Mo、Ni，其中Mo和Cr的含量分别低于0.27%和0.40%，Ni的加入除了提升淬透性，降低Ms外还可以有效提升产品的低温冲击韧性；主要的细化晶粒元素为Nb、V、Ti，含量分别为＜0.10%，≤0.071%和≤0.168%。

由于受到国内机械加工用户加工能力的限制以及机械装备轻量化生产的要求，目前市场对Q890D需求量最大的是厚度规格为20mm的产品。因此，开发出厚度为20mm Q890D产品的低成本生产方法，同时满足GB/T 16270-2009中的力学性能要求，对于钢铁企业而言具有重要的意义。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种免回火超高强工程机械用钢Q890D及其生产方法，其采用Cr-Mo-Nb-Ti-B成分体系，控轧+驰豫+（DQ+ACC）冷却工艺，无需回火，得到的Q890D钢板力学性能符合GB/T 16270-2009要求，实现了低成本生产。本发明采用如下技术方案：

一种免回火超高强工程机械用钢Q890D，其化学成分及质量百分含量为C:0.040～0.060%，Mn:0.90～1.05%，Nb:0.035～0.050%，Ti:0.020～0.030%，Cr:0.45～0.55%，Mo:0.55～0.65%，B:0.0010～0.0015%，余量为Fe和不可避免的杂质。

所述工程机械用钢Q890D厚度为20mm，其金相组织为低碳贝氏体+铁素体。

本发明各化学元素的质量百分含量（以下简称：含量）设定和工艺设定，主要基于以下考虑：

C：该元素能够在钢中与Nb、Ti、Cr、Mo等元素形成碳化物，而且主要以固溶态的形式存在于奥氏体中，在淬火过程中有助于形成板条状的贝氏体或者马氏体提升抗拉强度，回火后以碳化物的形式析出产生析出强化提升屈服强度；本发明通过生产研究发现，当高强钢中C含量超过0.010%时，在线淬火处理会显著降低高强钢的冲击韧性，为了提升高强钢的韧塑性，应严格控制C含量。因此，设计C含量为0.04-0.06%。

Mn：Mn在高强钢中会提升铸坯的中心偏析程度，产生氢致裂纹，从而降低高强钢的延伸率。本发明研究发现，为了降低甚至减少Mn含量对H偏析的影响，应将Mn含量控制在1.05%以下。