[发明专利]一种屈服强度1000MPa级的结构钢板及其制造方法

说明书

本发明特别涉及一种屈服强度1000MPa级的结构钢板及其制造方法，属于钢材制备技术领域，通过低碳添加Cr、Ni、Mo的成分设计，通过添加适当的Ni含量保证钢板的低温韧性，通过获得细小的回火马氏体和Nb、Ti析出物以提高结构钢的强度，通过采用一般热轧+水冷+热处理的工艺获得目标的回火马氏体和Nb、Ti析出物，得到屈服强度1000MPa级、高塑性及高韧性结构钢板。

技术领域

本发明属于钢材制备技术领域，特别涉及一种屈服强度1000MPa级的结构钢板及其制造方法。

背景技术

随着北极航道的通航，北极地区油气资源、矿产资源、旅游业和渔业捕捞等已经开始进入开发阶段，对应用于北极高寒地区的结构用钢产生了迫切需求，要求钢板具有高强度、良好的塑性以及优良的低温韧性等综合性能，特别是低温韧性要求极高，目前北极地区最低温度已记录达-70℃，为了保证应用于该地区钢结构的安全性，冲击韧性至少需满足-80℃甚至更低的温度要求。为保证钢板获得高强度通常采用调质处理，即淬火得到马氏体组织，后续采用回火工艺保证钢板的塑性及韧性，使得钢板得到较好的强塑性匹配。而为了保证钢板的淬透性及强度指标，需添加合金元素Cu、Cr、Mo等，为了进一步保证强度，需添加适当的微合金元素Nb、Ti等，为了保证低温韧性必须添加适当的Ni元素。

1000MPa级钢目前普遍采用轧制+调质工艺生产，屈服强度达到1000MPa级和抗拉强度达到1000MPa级钢申报专利时均称为1000MPa级钢，部分纳米析出强化钢其强度等级也到达1000MPa级，涉及1000MPa级钢专利申请很多，主要专利或专利申请可分为以下几类：

抗拉强度达到1000MPa级钢，如中国发明专利申请：CN108193137B、CN108315541B、CN110229999B、CN108359879A、CN108385034B、CN108504960A、及CN112143958A等，以上专利抗拉强度均达到1000MPa级，但屈服强度均远低于1000MPa级，经过淬火+回火热处理工艺后，组织主要是回火马氏体组织。

屈服强度达到1000MPa级钢相对较少，如中国发明专利申请：CN102560274A、CN104561827A、CN106544590B和CN108441764A，以上专利中钢板屈服强度均达到1000MPa级，但钢板韧性的研究温度较低，韧性保证温度在-20℃或-40℃，与至少保证-80℃的技术要求差距较大，且其塑性较差。

其他兼具高强度及低温韧性的专利，如专利申请号为CN109609848B公开了高强韧抗疲劳纳米析出物增强马-奥复相钢及其制备方法，该钢板微观组织包括回火马氏体、逆转变奥氏体以及附着于回火马氏体上的纳米尺寸的碳化钒析出物，钢板屈服强度达到1000MPa级，但该专利冲击韧性-40℃冲击功仅≥100J，与至少保证-80℃的技术要求差距较大。

发明内容

本申请的目的在于提供一种屈服强度1000MPa级的结构钢板及其制造方法，以填补目前屈服强度1000MPa级、高塑性且在-80℃条件下具备高韧性钢板的空白。

本发明实施例提供了一种屈服强度1000MPa级的结构钢板，所述钢板的化学成分以质量分数计包括：

C：0.05％-0.15％、Si：0.20％-0.50％、Mn：0.50％-1.00％、P：≤0.008％、S：≤0.003％、Al：0.020％-0.050％、Ni：10.00％-15.00％、Cr：0.50％-1.00％、Mo：0.80％-1.50％、Nb：0.020％-0.100％、Ti：0.010％-0.020％，其余为Fe和不可避免杂质。

可选的，所述钢板的化学成分以质量分数计包括：