[发明专利]一种厚规格的正火工艺抗疲劳风电用钢板及其制备方法

说明书

本发明公开了一种厚规格的正火工艺抗疲劳风电用钢板及其制备方法。该风电用钢的化学成分及其质量百分比为：C：0.13～0.17％，Si：0.35～0.45％，Mn：1.45～1.60％，Nb：0.025～0.040％，Al；0.025～0.045％，Ti：0.01～0.02％，Ni：0.30～0.50％，Cr：0.10～0.20％，V：0.05～0.07％，Cu≤0.10％，N≤0.01％，Mo≤0.001％，P≤0.012％，S≤0.005％，其余为Fe和不可避免的杂质。该风电用钢利用钢坯加热、轧制、快速冷却和正火热处理等方法制备。本发明获得厚度大于90mm的风电用钢，其屈服强度≥400MPa，抗拉强度≥520MPa，抗疲劳强度≥400MPa，板坯心部‑40℃冲击功≥100J，满足风电用钢未来发展的高性能要求。

技术领域

本发明属于钢铁冶金的技术领域，具体涉及到一种厚规格的正火工艺抗疲劳风电用钢板及其制备方法。

背景技术

随着现代社会的发展，能源大量消耗致使短缺，地球环境各类污染问题频频出现，类似的焦点问题越来越受到人们的关注，因此人们需要大力发展其它可再生、无污染的绿色环保能源，风能便是这样的能源。风能量是丰富、近乎无尽、广泛分布、干净与缓和温室效应。我国风能资源丰富，可开发利用的风能储量约10亿KW，对于缺少燃料和交通不便的草原山区和高原地带，因地制宜的利用风力发电是大有发展潜力的，对于国家的环境治理和经济发展也大有益处。

风电行业的快速发展也带动着风电用钢需求的大量增加，风电用钢的主要是用于国内北方区域和沿海地区，因此工作环境比较严酷，不仅对材料的强度，韧性有要求，更要保证风电用钢具有良好的焊接性能和更加优异的疲劳性能，对于风电塔筒用钢来说，疲劳性能更是其一个重要的性能指标，以此保障日常生活生产需求。

专利文献CN112522631A中提供的“一种风电用钢及其制备方法”中的含钼量和含铬量较多，尤其我国铬资源较少，钼资源也是国家重要战略物资，我们应该减少成本，节约合理使用；专利文献CN102605243A中提供了一种“风电用H型钢及其生产方法”，其采用轧制快冷的方法获得钢板抗拉强度较低，而此方案轧制后再进行正火热处理，将细化组织晶粒，可进一步增强钢板强度；专利文献CN103741024A中提供了一种“低合金高性能风电用钢板及其生产方法”，制造出来的钢板具有良好的焊接性能，疲劳强度均在300Mpa以上，风电用钢的疲劳性能对于未来风电用钢的使用需求远远不够，尤其是风电塔筒用钢的疲劳性能的要求要更优异。所以需要一种改善疲劳性能风电用钢板及其制备方法，并且要使用合金成分要考虑搭配合理性和节约性。

发明内容

本发明解决的技术问题是现有技术中风电用钢制备成本高，厚度、高强度、-40℃下钢板心部冲击功不可兼得，难以满足市场需求，为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

本发明提供一种厚规格的正火工艺抗疲劳风电用钢板，其钢板按重量百分比包括以下组分：C：0.13～0.17％，Si：0.35～0.45％，Mn：1.45～1.60％，Nb：0.025～0.040％，Al；0.025～0.045％，Ti：0.01～0.02％，Ni：0.30～0.50％，Cr：0.10～0.20％，V：0.05～0.07％，Cu≤0.10％，N≤0.01％，Mo≤0.001％，P≤0.012％，S≤0.005％，其余为Fe和不可避免的杂质。

本发明风电用钢的化学成分的作用如下：

C是增加钢淬透性和淬硬性的元素，可以显著增加钢的强度和硬度，并且相对较厚的钢板，为尽量保证钢板厚度强度，碳含量不宜过低，但碳含量超过0.17％，降低钢的塑性，脆性增加，不利于切削加工，降低钢材的焊接性能，因此本发明的碳含量控制在0.13～0.17％。

Si以固溶强化的作用可以增加钢的强度和硬度，改善钢局部的腐蚀能力，具有良好的脱氧作用，为达到以上目标，硅含量要在0.35％以上；但硅含量超过0.45％，就会大大降低钢的塑性和韧性，增加钢的回火脆性，降低钢的可焊性，因此本发明的硅含量控制在0.35～0.45％。