一種復相型低碳貝氏體高強度中厚鋼板及其生產方法，屬于高強度中厚板鋼技術領域。鋼板化學成分按重量百分比為C：0.04-0.1%，Si：0.3-0.55%，Mn：1.5-2.0%，P≤0.015%，S≤0.015%，Al：0.02-0.05%，Nb：0.05-0.10%，Ti：0.05-0.10%，Nb+Ti≤0.15%，余量為Fe及不可避免的夾雜。該鋼無需添加Ni、Mo、Cu等貴金屬元素，軋后無需熱處理，采用控制軋制和UFC工藝制度，獲得細化貝氏體和1%-5%MA組織，可以成功并穩定地生產具有優良強韌性的高性價比復相型高強度中厚鋼板，厚度規格16-40mm，屈服強度Rp0.2?550-620Mpa，Rm?670-750Mpa，-20℃V型缺口夏比沖擊功≥40J，適用于工程機械和煤機行業等領域。?
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于高強度中厚板鋼
，特別是涉及，尤其是一種無需添加Ni、Mo、Cu等貴重金屬元素、采用控制軋制+超快速冷卻工藝、組織為貝氏體(B)+ (1-590MA生產出的復相型低碳貝氏體高強度鋼。該生產方法適用于配備UFC系統的寬厚板生產線。
技術介紹
低碳貝氏體鋼是一類高強度、高韌性、多用途型鋼種，具有較高的屈服強度、抗拉強度、良好的延伸性能、冷彎性能、焊接性能和抗沖擊性能等，主要應用在煤機、工程機械、船板、橋梁等各個領域。 在本專利技術之前，專利號201110027503. 4的專利技術，提供了一種高性能低碳貝氏體鋼及生產方法，采用Cr-Mo-Nb-Nb-Ti的微合金化設計，采用兩階段控軋，隨后進行加速冷卻，之后空冷。不足之處是采用O. 1%-0. 5%Mo元素來阻礙先析鐵素體的形核和長大過程，抑制鐵素體轉變，但是Mo元素屬于貴重金屬，價格昂貴，對于控制合金成本不利。專利號200810030404. X公開了一種高強度微合金低碳貝氏體鋼及其生產方法，采用Ni+Cr+Mo+ Nb+V+Ti的微合金化設計，采用回火熱處理。不足之處為(I)采用O. 1-0. 15%Ni、0. 1-0. 15%Mo 和 O. 0008-0. 002%B,Ni 和 Mo 同屬貴重金屬，增加合金成本；(2)軋后采用回火處理，不但增加工序成本，還增加生產周期。專利200810022600. 2 一種高強度低溫用低碳貝氏體鋼及其生產工藝，采用Nb+Mo+Ti的微合金化設計，軋后采用高溫回火處理，不足之處同樣為采用O. 1-0. 5%Mo和回火處理，分別提高鋼板的合金成本和工序成本，且生產周期增加。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供，不采用貴重金屬元素，不采用熱處理方式，降低貝氏體鋼板的合金成本和工序成本，縮短生產周期，加入適量適當的微合金元素，采用控制軋制+UFC冷卻方式，采用貝氏體+ (1-5%) MA來生產復相型低碳貝氏體高強度鋼。本專利技術設計的復相型低碳貝氏體高強度中厚鋼板，該鋼板的化學成分按重量百分比為 C :0. 04-0. 1%, Si 0. 3-0. 55%, Mn 1. 5-2. 0%, P^O. 015%, S ^ O. 015%, Al 0. 02-0. 05%,Nb :0. 05-0. 10%,Ti :0. 05-0. 10%,Nb+Ti ( O. 15%，余量為Fe及不可避免的夾雜。組織為貝氏體(B)+ (1-5%) MA0本專利技術可以在C-Mn鋼基礎上添加Nb和Ti元素，且Nb+Ti ( O. 15% ;鋼板厚度規格為 16mm-40mm。本專利技術中選擇的成分設計中，各元素的作用如下C :選擇為O. 04-0. 1%。碳含量對鋼材的強度、韌性和焊接性能都有影響。必要的碳含量起到固溶強化的作用，與加入的Nb、Ti元素作用，析出微合金碳化物，起到抑制再結晶和析出強化的作用；較低的碳含量下，板條貝氏體內的滲碳體細小，不呈現連續分布，韌性佳；更重要的是較低的碳含量可以保證鋼板具有良好的焊接性能。硅選擇為O. 3-0. 5%。Si是煉鋼脫氧的必要元素，且以固溶強化形式提高鋼的強度；含量太低脫氧效果不佳，含量太高會降低韌性，可焊性較差。錳選擇為I. 5-2. 5%。Mn是固溶強化和提高鋼板抗拉強度的最重要元素，對貝氏體轉變有較大的促進作 用，且成本低廉，本專利技術中把Mn左右主要合金元素。鋁選擇為Al :0. 02-0. 05%。Al為脫氧元素，形成AlN有效硅細化晶粒，與Si相似，含量不足，脫氧效果很差，太高則影響韌性。Nb :選擇為O. 05-0. 10%。Nb能夠有效地抑制奧氏體再結晶，提高再結晶溫度，擴大未再結晶區范圍，為精軋階段控制軋制加大壓下量來細化最終組織提供保證。其中，固溶鈮的細小碳氮化物對奧氏體晶界及亞結晶起到釘扎拖曳作用，在冷卻過程中，部分固溶鈮可以在貝氏體中析出碳氮化物，起到析出強化的作用。Ti :選擇為O. 05-0. 10%。鈦除了固定氮元素，還可以阻止加熱、軋制和焊接過程中晶粒的長大，改善母材和焊接熱影響區的韌性。另外，鋼中固溶的鈦可以在冷卻過程中以碳氮化物的形式析出，起到阻止晶粒長大和彌散析出強化作用。磷和硫選擇為彡O. 015%。P、S均為有害元素，危害鋼板的韌性。本專利技術的制造工藝包括冶煉、控軋控冷；在工藝中控制的技術參數如下(I)冶煉采用真空感應電爐冶煉，澆注成鑄坯；(2)控制軋制加熱溫度設定為118(Tl250°C，加熱時間為3. 5-4. 5h，使鑄坯奧氏體化，碳氮化物溶解，且溫度不至于太高導致奧氏體晶粒粗大；軋制采用兩階段控制軋制技術第一階段為粗軋階段，其開軋溫度1140°C ±30°C，道次壓下率為20_35%，盡量在4-5道次完成，實現奧氏體晶粒的充分細化；軋件中間待溫厚度按照成品厚度的2倍 3倍控制；第二階段為精軋階段奧氏體未再結晶區開軋溫度880°C -900°C，軋制總壓下率50%-65%，終軋溫度控制在800-850°C ；奧氏體未再結晶區開軋溫度880°C -900°C，盡量加大變形量，使得相變前奧氏體晶粒充分破碎，位錯密度、亞結構等充分引入，為相變后組織、Nb和Ti的碳化物析出提供更多的形核點，實現相變后組織和析出物均勻細小，起到很好的細晶強化和析出強化。(3)采用UFC (控制冷卻方式，終冷溫度控制在500-600°C，冷卻速度控制在30-40 0C /s。(4)超快速冷卻后，鋼板空冷至室溫。本專利技術采用UFC (超快冷)技術。超快冷技術提高軋制鋼材性能的一個重要技術措施，也是本專利技術控制冷卻工藝的核心環節之一。通過加快軋制后的冷卻速度，不僅可以抑制晶粒的長大，而且可以獲得高強度高韌性所需的超細鐵素體組織或者貝氏體組織。鋼板以20-400C /s的冷卻速度，冷至500°C _600°C，出水后空冷，在此超快速冷卻技術下，奧氏體發生貝氏體轉變，形成微細的貝氏體板條組織，板條細小，滲碳體細小斷續彌散分布，(1-5%)MA組織尺寸細小，彌散分布，起到很好的強化作用。本專利技術引進(1-5%) MA組織。MA組織硬度大，強度高，但傳統的MA組織對韌性影響很大，粗大的MA組織更是降低鋼板的低溫沖擊韌性。但是本專利技術，通過采用組織超細化技術和超快速冷卻技術，將MA含量控制在1_5%，使得MA組織即發揮高強度作用，也發揮晶粒細化對強度和韌性的正向作用。本專利技術的優點在于本專利技術采用高Nb高Ti合金設計,不采用Ni、Mo和Cu等貴重金屬元素,合金成本低，節約社會資源，滿足綠色環保設計理念。本專利技術采用控制軋制+UFC (超快速冷卻)技術，不采用淬火和回火等熱處理技術，生產成本低，生產周期短。根據本專利技術提供的化學成分和生產方法，可以成功并穩定地生產具有優良強韌性的高性價比高強鋼，厚度規格16-40mm，屈服強度RpO. 2 550_620Mpa，Rm670-750Mpa,-20°C V型缺口夏比沖擊功> 40J，適用于工程機械、煤機行業、船板、橋梁等領域。附圖說明圖I為16mm中厚鋼板組織貝氏體+MA照片。圖2為40mm中厚鋼板組織貝氏體+MA照片。圖3為16mm中厚鋼板組織I. 33%MA照片。圖4為40mm中厚鋼板組織2· 63%MA照片。具體實施例方式實施實例I :本實施實例為規格本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種復相型低碳貝氏體高強度中厚鋼板，其特征在于：該鋼板的化學成分按重量百分比為C：0.04？0.1%，Si：0.3？0.55%，Mn：1.5？2.0%，P≤0.015%，S≤0.015%，Al：0.02？0.05%，Nb：0.05？0.10%，Ti：0.05？0.10%，Nb+Ti≤0.15%，余量為Fe及不可避免的夾雜；組織為貝氏體+（1？5%）MA。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：張蘇淵，鄒揚，劉春明，姜中行，麻慶申，王海寶，朱振華，
申請(專利權)人：首鋼總公司，
類型：發明
國別省市：
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