1100MPa以上級低溫回火型高強(qiáng)鋼板及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種1100MPa以上級低溫回火型高強(qiáng)鋼板及其生產(chǎn)方法，其由以下重量百分含量的組分組成：0.16%≤C≤0.20%，0.20%≤Si≤0.40%，1.00%≤Mn≤1.20%，P≤0.01%，S≤0.003%，0.30%≤Cr≤0.50%，0.40%≤Mo≤0.60%，Cu≤0.10%，0.80%≤Ni≤1.00%，0.045%≤V≤0.05%，0.02%≤Nb≤0.03%，0.015%≤Ti≤0.030%，0.002%≤B≤0.004%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。本低溫回火型鋼板的屈服強(qiáng)度在1100MPa以上，強(qiáng)韌性匹配較好，力學(xué)性能均勻，低溫沖擊性能和板型良好，滿足了國內(nèi)外大型機(jī)械行業(yè)對于低溫作業(yè)、高強(qiáng)韌性的需求，可廣泛用于大型履帶式起重機(jī)臂架、拉板等關(guān)鍵部位。本方法實(shí)現(xiàn)了較低的碳當(dāng)量化學(xué)成分設(shè)計，同時得到了均勻細(xì)小的組織結(jié)構(gòu)和優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，生產(chǎn)的鋼板各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)均符合技術(shù)條件要求，且生產(chǎn)成本顯著降低。
【專利說明】11 OOMPa以上級低溫回火型高強(qiáng)鋼板及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種屬于鋼鐵冶煉工藝【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種屈服強(qiáng)度IlOOMPa以上級低溫回火型高強(qiáng)鋼板及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工程機(jī)械向大型化、輕量化發(fā)展，對鋼板的強(qiáng)度提出了更高要求。特別對屈服強(qiáng)度IlOOMPa以上級別低溫回火型高強(qiáng)鋼需求量日益增長。目前，對于此類鋼板主要依靠進(jìn)口。在【背景技術(shù)】條件下，此類鋼板強(qiáng)韌性匹配難度極大，尤其鋼板的低溫沖擊性能難以保證，12mm以下厚度規(guī)格的鋼板板型難以控制，如何解決上述難題，生產(chǎn)出強(qiáng)韌性優(yōu)良，低溫沖擊性能良好，板型質(zhì)量較好的屈服強(qiáng)度IlOOMPa以上級別低溫回火型高強(qiáng)鋼是亟待解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種強(qiáng)韌性優(yōu)良、低溫沖擊韌性良好、板型質(zhì)量良好的IlOOMPa以上級低溫回火型高強(qiáng)鋼板及其生產(chǎn)方法。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明由以下重量百分含量的組分組成:0.16% ≤ C ≤ 0.20%, 0.20%≤ Si ≤ 0.40%, 1.00% ≤ Mn ≤ 1.20%, P ≤ 0.01%, S≤ 0.003%,0.30% ≤ Cr ≤0.5%, 0.40% ≤ Mo ≤ 0.60%, Cu ( 0.10%, 0.80% ≤ Ni ≤ 1.00%,
0.045% ≤ V ≤ 0.05%, 0.02% ≤ Nb ≤ 0.03%, 0.015% ≤ Ti ≤ 0.030%, 0.002% ≤ B ≤ 0.004%,
余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0005]本發(fā)明所述低溫回火型高強(qiáng)鋼板的厚度為10~40mm。
[0006]本發(fā)明主要合金元素的作用如下所述:
C:碳對鋼的強(qiáng)度、韌性、焊接性能影響很大；隨著C含量的增加，鋼的屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度提高，但塑性和沖擊性能降低；因此，本合金成分設(shè)定C含量不超過0.2%。
[0007]V:釩與氮結(jié)合，可以生成VN、V (C、N)釩的碳氮化合物，一方面在奧氏體變形中起到阻礙晶粒長大，細(xì)化晶粒的作用；另一方面這些細(xì)小彌散分布的粒子可以顯著提高合金的強(qiáng)度。
[0008]Mn:錳可以提高鋼的強(qiáng)度和韌性，促進(jìn)貝氏體轉(zhuǎn)變；特別是在低碳的效果下更為顯著；在生產(chǎn)實(shí)際Mn可以提高鋼的淬透性，對鐵素體具有強(qiáng)化作用。
[0009]Cr、Mo:鉻、鑰可以提高鋼的淬透性和提高母材的強(qiáng)度，與CiuNi等元素的共同作用可以提高鋼板的耐腐蝕性。
[0010]N1:鎳對于焊接熱影響區(qū)硬化性及韌性沒有太大的影響；Ni可以使母材強(qiáng)度、韌性提高，同時好可以提高耐腐蝕性。
[0011]S1:硅的作用主要是在鋼 的冶煉過程中進(jìn)行脫氧；一般高強(qiáng)度中厚板中的硅含量為0.01~0.40%,本發(fā)明中硅含量控制在0.20%~0.40%O
[0012]Nb:鈮與鋼中碳、氮結(jié)合，形成Nb(CN)化合物，在奧氏體中的形變誘導(dǎo)析出來抑制奧氏體再結(jié)晶，從而細(xì)化鐵素體晶粒；同時，Nb(CN)還可以起到沉淀強(qiáng)化作用。
[0013]本發(fā)明方法包括冶煉連鑄工序、加熱軋制工序和熱處理工序，所述冶煉連鑄工序得到的連鑄坯化學(xué)成分的重量百分含量為:0.16% ^ C ^ 0.20%,0.20% ^ Si ^ 0.40%，
1.00% ≤ Mn ≤ 1.20%, P ≤ 0.01%, S ≤ 0.003%, 0.30% ^ Cr ^ 0.50%, 0.40% ≤ Mo ≤ 0.60%,Cu ( 0.10%, 0.80% ^ Ni ^ 1.00%, 0.045% ≤ V ≤ 0.05%, 0.02% ^ Nb ^ 0.03%,
0.015%≤Ti≤0.030%,0.002%≤B≤0.004%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0014]本發(fā)明方法所述各工序的工藝步驟為:(1)冶煉連鑄工序:采用電弧爐或轉(zhuǎn)爐方式冶煉，然后送入LF精煉爐內(nèi)進(jìn)行精煉并經(jīng)過真空處理，之后經(jīng)過連鑄操作鑄出連鑄坯；
(2)加熱軋制工序:所述連鑄坯放入連續(xù)爐內(nèi)加熱、保溫均勻化，加熱溫度<1240°C，保溫溫度< 1220°C ;采用二階段控軋工藝，第一階段為奧氏體再結(jié)晶階段，第二階段為奧氏體非再結(jié)晶階段，晾鋼厚度為鋼板成品厚度的2~3倍，軋后進(jìn)行在線冷卻；
(3)熱處理工序:鋼板經(jīng)過淬火+低溫回火處理，制得所述的低溫回火型高強(qiáng)鋼板。
[0015]本發(fā)明方法所述加熱軋制工序中，第一階段軋制控制道次壓下量為15%及以上，第二階段軋制保證累計壓下率在65%及以上。
[0016]本發(fā)明方法所述熱處理工序中，淬火溫度為900± 10°C，回火溫度為200± 10°C，保溫時間為4.5Xt min, t為鋼板的毫米厚度，保溫后空冷制得低溫回火型高強(qiáng)鋼板。
[0017]本發(fā)明方法所述熱處理工序中，淬火介質(zhì)為水。
[0018]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:本發(fā)明低溫回火型鋼板的屈服強(qiáng)度在IlOOMPa以上，強(qiáng)韌性匹配較好，力學(xué)性能均勻，低溫沖擊性能和板型良好，滿足了國內(nèi)外大型機(jī)械行業(yè)對于低溫作業(yè)、高強(qiáng)韌性的需求，可廣泛用于大型履帶式起重機(jī)臂架、拉板等關(guān)鍵部位等。
[0019]本發(fā)明方法采用電爐冶煉方式冶煉，P、S等雜質(zhì)有害元素含量低，鋼質(zhì)純凈；本發(fā)明方法采用二階段控軋工藝即II型控軋，解決了晶粒粗大不均、沖擊韌性較低的問題；本發(fā)明方法的軋制工藝簡單，易于操作，適合于有淬火機(jī)、?；癄t、回火爐的普通鋼鐵廠生產(chǎn)。本發(fā)明方法實(shí)現(xiàn)了較低的碳當(dāng)量化學(xué)成分設(shè)計，同時得到了均勻細(xì)小的組織結(jié)構(gòu)和優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，生產(chǎn)的鋼板各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)均符合技術(shù)條件要求，且生產(chǎn)成本顯著降低。經(jīng)檢測本發(fā)明方法生產(chǎn)的鋼板的力學(xué)性能達(dá)到表1要求。
[0020]表1:本發(fā)明力學(xué)性能指標(biāo)
【權(quán)利要求】
1.一種IlOOMPa以上級低溫回火型高強(qiáng)鋼板，其特征在于，其由以下重量百分含量的組分組成:0.16% ≤ C ≤ 0.20%,0.20% ≤ Si ≤ 0.40%, 1.00% ≤ Mn ≤ 1.20%, P ≤ 0.01%,S ≤ 0.003%, 0.30% ^ Cr ^ 0.50%, 0.40% ≤ Mo ≤ 0.60%, Cu ( 0.10%, 0.80% ≤ Ni ≤ 1.00%,0.045% ≤ V ≤ 0.05%, 0.02% ≤ Nb ≤ 0.03%, 0.015% ≤ Ti ≤ 0.030%, 0.002% ≤ B ≤ 0.004%,余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的屈服強(qiáng)度IlOOMPa以上級低溫回火型高強(qiáng)鋼板法，其特征在于:所述高強(qiáng)鋼板的厚度為10~40mm。
3.—種IlOOMPa以上級低溫回火型高強(qiáng)鋼板的生產(chǎn)方法，其包括冶煉連鑄工序、加熱軋制工序和熱處理工序，其特征在于，所述冶煉連鑄工序得到的連鑄坯化學(xué)成分的重量百分含量為:0.16% ≤ C ≤ 0.20%, 0.20% ≤ Si ≤ 0.40%, 1.00% ≤ Mn ≤ 1.20%, P ≤ 0.01%,S ≤ 0.003%, 0.30% ^ Cr ^ 0.50%, 0.40% ≤ Mo ≤ 0.60%, Cu ( 0.10%, 0.80% ≤ Ni ≤ 1.00%,0.045% ^ V ^ 0.05%, 0.02% ≤ Nb ≤ 0.03%, 0.015% ≤ Ti ≤ 0.030%, 0.002% ≤ B ≤ 0.004%,余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的IlOOMPa以上級低溫回火型高強(qiáng)鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述各工序的工藝步驟為:(I)冶煉連鑄工序:采用電弧爐或轉(zhuǎn)爐方式冶煉，然后送入LF精煉爐內(nèi)進(jìn)行精煉并經(jīng)過真空處理，之后經(jīng)過連鑄操作鑄出連鑄坯； (2)加熱軋制工序:所述連鑄坯放入連續(xù)爐內(nèi)加熱、保溫均勻化，加熱溫度<1240°C，保溫溫度< 1220°C ;采用二階段控軋工藝，第一階段為奧氏體再結(jié)晶階段，第二階段為奧氏體非再結(jié)晶階段，晾鋼厚度為鋼板成品厚度的2~3倍，軋后進(jìn)行在線冷卻； (3)熱處理工序:鋼板經(jīng)過淬火+低溫回火處理，制得所述的低溫回火型高強(qiáng)鋼板。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的IlOOMPa以上級低溫回火型高強(qiáng)鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述加熱軋制工序中，第一階段軋制控制道次壓下量為15%及以上，第二階段軋制保證累計壓下率在65%及以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的IlOOMPa以上級低溫回火型高強(qiáng)鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述熱處理工序中，淬火溫度為900 ± I (TC，回火溫度為200 ± I (TC，保溫時間為4.5 X tmin, t為鋼板的毫米厚度，保溫后空冷制得低溫回火型高強(qiáng)鋼板。
7.根據(jù)權(quán)利要求4、5或6所述的IlOOMPa以上級低溫回火型高強(qiáng)鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述熱處理工序中，淬火介質(zhì)為水。
【文檔編號】C21D8/02GK103882332SQ201410089398
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月12日
【發(fā)明者】桑德廣, 李建立, 張朋, 宋向前, 韋明, 張儀杰, 莫德敏, 張亞麗, 陳起 申請人:舞陽鋼鐵有限責(zé)任公司