專利名稱：一種屈服強度1000MPa級調(diào)質(zhì)超高強鋼及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及ー種屈服強度IOOOMPa級調(diào)質(zhì)超高強鋼，同時涉及一種此級別鋼種的制造方法，屬于鋼鐵冶金技術領域。
背景技術：
工程機械用鋼要求材料具有較高的強度、良好的沖擊韌性、冷成形性和優(yōu)良的焊接性能；隨著工程機械向大型化、輕型化發(fā)展，對上述性能的要求尤為突出。調(diào)質(zhì)超高強鋼， 具有較好的強度、韌性、塑性、可焊接性等，已廣泛用于各類工程機械焊接結構件，為適應其大型化、輕量化的要求，調(diào)質(zhì)高強鋼級別越來越高。在國內(nèi)，調(diào)質(zhì)超高強鋼> IOOOMPa的生產(chǎn)仍具有一定的難度；不少專利或論文所提供的僅僅是試驗階段的數(shù)據(jù)，距離實際的エ業(yè)生產(chǎn)及應用尚有一定的差距；沒有報道生產(chǎn)和制造該鋼種的生產(chǎn)方法。調(diào)質(zhì)超高強鋼因?qū)Ω鞣N性能指標要求較高，在生產(chǎn)過程中，對于冶煉、軋制、熱處理過程要求較為嚴格；受制造成本、エ藝技術、生產(chǎn)設備等因素的影響，對于調(diào)質(zhì)超高強鋼， 許多企業(yè)尚不能進行生產(chǎn)。本發(fā)明根據(jù)實際的生產(chǎn)經(jīng)驗，成功開發(fā)出不同厚度規(guī)格的調(diào)質(zhì)超高強鋼及其生產(chǎn)方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種服強度IOOOMPa級調(diào)質(zhì)超高強鋼及其制造方法。本發(fā)明其化學成分為(重量)，C :0. 15% 0. 20%;Si :0. 10% 0· 40%;Mn :1. 00% 1. 50%;Cr 0. 30% 0. 50% ；Mo 0. 30% 0. 50% ；Ni 0. 20% 0. 50% ；B 0. 0010% 0. 0030% ；Nb 0. 010% 0. 030%;V :0. 030% 0. 050%;Ti :0. 010% 0. 020%;Alt :0. 030% 0. 050%； P 彡 0. 020% ;S 彡 0. 010% ；碳當量 Ceq (% ) = C+Mn/6+ (Cr+Mo+V) /5+ (Cu+Ni) /15 :0. 55 0. 60 ；其余為Fe及不可避免雜質(zhì)。ー種屈服強度IOOOMPa級調(diào)質(zhì)超高強鋼制造步驟如下鋼水冶煉エ藝路線-鐵水脫硫扒渣ヰ轉(zhuǎn)爐冶煉ヰLF爐精煉ヰRH精煉；在冶煉過程中，嚴格控制碳、磷、硫成分并保證碳當量在控制范圍內(nèi)；碳當量受碳、錳、銅、鎳等多種元素影響，其中碳元素是全程控制的元素，其它各合金因合金性質(zhì)及合金化的エ序和方法均不同。鋼坯澆鑄澆鑄過程中采用末端強冷和輕壓下技木，并對拉速、ニ冷制度、中間包鋼水過熱度進行優(yōu)化和控制，控制鑄坯表面及內(nèi)部質(zhì)量，為后續(xù)鋼板軋制創(chuàng)造條件。鋼坯加熱采用步進梁式加熱爐將鋼坯加熱至設定溫度1160°C 1240°C，合理控制各加熱段溫度950°C 1260°C、殘氧量及鋼坯在爐時間250min 400min，保證鋼坯充分奧氏體化。鋼板軋制對于調(diào)質(zhì)鋼板，在成分體系一定的前提下，對軋制過程控制要求并不嚴格；在軋制過程中，采用兩階段控軋控冷エ藝，保證粗軋結束溫度在950°C及以上，精軋結束溫度820°C左右；為保證軋后鋼板表面板形質(zhì)量，較薄規(guī)格鋼板可以采用直接軋制，鋼板軋制后空冷；較厚規(guī)格鋼板采用控制軋制，鋼板軋制后無需采用強水冷方式進行冷卻；在精軋階段，對鋼板待溫厚度亦無嚴格要求。淬火處理根據(jù)不同規(guī)格鋼板的成分體系及鋼板完全奧氏體溫度，合理設定淬火溫度880°C 950°C及保溫時間IOmin 30min，其余過程執(zhí)行加熱爐加熱模型參數(shù)?；鼗鹛幚砘鼗饻囟雀鶕?jù)淬火后鋼板性能及試驗研究結果設定回火溫度450°C 600°C及保溫時間Smin 50min，其余過程執(zhí)行加熱爐加熱模型參數(shù)。本發(fā)明的有益效果是，通過以上エ藝流程，所生產(chǎn)調(diào)質(zhì)超高強鋼力學性能穩(wěn)定，其中上屈服強度ReH彡lOOOMPa、抗拉強度Rm彡1040MPa、斷后伸長率A = 10% 18%、-40°C沖擊值AKv = 30J 90J，具有較好的強度、塑性、韌性，可以達到IOOOMPa級調(diào)質(zhì)超高強鋼的性能要求。焊接試驗通過選擇合適的焊接材料及焊接エ藝，對20mm及40mm規(guī)格鋼板進行 “Y型接頭裂紋試驗”，試驗結果表明本發(fā)明所生產(chǎn)的調(diào)質(zhì)超高強鋼焊接性能比較優(yōu)異。


圖1為實施例12mm規(guī)格鋼板典型淬火態(tài)金相組織。圖2為實施例20mm規(guī)格鋼板典型淬火態(tài)金相組織。圖3為實施例40mm規(guī)格鋼板典型淬火態(tài)金相組織。圖4為實施例50mm規(guī)格鋼板典型淬火態(tài)金相組織。圖5為實施例12mm規(guī)格鋼板典型回火態(tài)金相組織。圖6為實施例20mm規(guī)格鋼板典型回火態(tài)金相組織。圖7為實施例40mm規(guī)格鋼板典型回火態(tài)金相組織。圖8為實施例50mm規(guī)格鋼板典型回火態(tài)金相組織。
具體實施例方式根據(jù)本發(fā)明“ IOOOMI^級調(diào)質(zhì)超高強鋼”的化學成分范圍，在首秦公司4300mm寬厚板生產(chǎn)線完成鋼坯冶煉、板坯澆鑄(板坯規(guī)格250mmX1600mmX 2700mm 4100mm)、鋼板軋制(軋制規(guī)格12mm、20mm、40mm、50mm)、淬火及回火處理。本實例中調(diào)質(zhì)超高強鋼實際化學成分如表1所示表1鋼坯冶煉成分(wt % )
編CSiMnPSAltNiCrVNbMoTiBCEQ1#0.160.201.100.0090.00100.040.400.490.0420.0210.490.0160.00160.572#0.150.191.250.0070.00170.030.240.480.0420.0200.490.0140.00130.583#0.150.211.250.0090.00150.040.220.500.0440.0200.500.0130.00140.584#0.160.201.240.0080.00120.040.220.500.0460.0220.490.0150.00170.60實例軋制エ藝參數(shù)如表2所示表2控制軋制ェ藝參數(shù)
4厚度Anm控溫厚度精軋開軋溫度終軋溫度開冷溫度終冷溫度冷卻速度12950±10彡900空冷20(1.5 3) *H910±10820±10空冷40900±10820±10810700±101050890±10820±10810700±108注H-成品厚度實際淬火エ藝如表3所示表3淬火加熱溫度及保溫時間
鋼板厚度Aiin淬火溫度/°c保溫時間/min12900 + 201020900 + 201540920 ±203050920 ±2030實際回火エ藝如表4所示表4回火加熱溫度及保溫時間
鋼板厚度Am回火溫度/°c保溫時間/min12陽0±101220540 ±102040520±104050520±1050鋼板調(diào)質(zhì)后性能統(tǒng)計值如表5所示表5調(diào)質(zhì)后鋼板性能統(tǒng)計
權利要求
1.ー種屈服強度IOOOMI^級調(diào)質(zhì)超高強鋼，其特征在于，鋼板化學成分為(重量)，C :0· 15 % 0. 20 % ；Si 0. 10 % 0. 40 % ；Mn 1. 00 % 1. 50 % ；Cr 0. 30 % 0. 50 % ；Mo 0. 30 % 0. 50 % ；Ni 0. 20 % 0. 50 % ；B 0. 0010 % 0. 0030 % ；Nb 0. 010 % 0. 030 % ；V 0. 030 % 0. 050 % ；Ti 0. 010 % 0. 020 % ；Alt :0. 030 % 0. 050% ；P ^ 0. 020% ；S ^ 0.010% ；其余為！^e及不可避免雜質(zhì)，碳當量Ceq(% )= C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15 :0.50 0·60。
2.制造如權利要求1所述的屈服強度IOOOMI^級調(diào)質(zhì)超高強鋼的方法，包括成分配比， 轉(zhuǎn)爐冶煉、爐外精煉、RH真空處理、板坯澆鑄、鋼坯加熱、控制軋制、淬火處理、回火處理工序；其特征在于鋼坯加熱溫度控制范圍1160°C 1240°C ；調(diào)質(zhì)處理過程中，淬火加熱溫度范圍880°C 950°C，淬火保溫時間10min 30min ；回火溫度范圍450°C 600°C，回火保溫時間8min 50min。
3.如權利要求1所述的屈服強度IOOOMPa級調(diào)質(zhì)超高強鋼，其特征在于淬火態(tài)金相組織為板條馬氏體，回火態(tài)金相組織為回火索氏體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種屈服強度1000MPa級調(diào)質(zhì)超高強鋼及制造方法，其化學成分為(重量)，C0.15％～0.20％；Si0.10％～0.40％；Mn1.00％～1.50％；Cr0.30％～0.50％；Mo0.30％～0.50％；Ni0.20％～0.50％；B0.0010％～0.0030％；Nb0.010％～0.030％；V0.030％～0.050％；Ti0.010％～0.020％；Alt0.030％～0.050％；P≤0.020％；S≤0.010％。該鋼種可以滿足1000MPa級調(diào)質(zhì)超高強鋼的性能要求。
文檔編號C21D1/25GK102560274SQ20111041080
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月12日 優(yōu)先權日2011年12月12日
發(fā)明者何元春, 劉春明, 姜中行, 宋欣, 王根磯, 白學軍, 鄒陽, 陳楠, 顧林豪 申請人:秦皇島首秦金屬材料有限公司, 首鋼總公司