本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種超高強(qiáng)度焊接結(jié)構(gòu)用鋼板，化學(xué)成分重量百分比為：C?0.11％～0.19％、Si?0.20％～0.50％、Mn?0.90％～1.40％、Ti0.005％～0.030％、Cr?0.30％～1.00％、Cu?0.1％～0.5％、Ni?0.15％～0.35％、Mo?0.15％～0.60％、Als?0.010％～0.050％、P≤0.020％、S≤0.010％，V?0.025％～0.070％，Zr≤0.005％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。軋制后對(duì)鋼板進(jìn)行淬火+回火處理，再加熱溫度860～930℃，保溫1.0-2.5min/mm后水淬，獲得淬火馬氏體組織；在500～600℃回火處理，保溫時(shí)間為1.0～3.0min/mm，空冷。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)屬于金屬材料領(lǐng)域，具體涉及一種屈服強(qiáng)度900MPa以上超高強(qiáng)度焊接結(jié)構(gòu)用鋼板及其制造方法。
技術(shù)介紹
目前汽車(chē)起重機(jī)、重載卡車(chē)、混凝土泵車(chē)、半掛車(chē)、集裝箱等機(jī)械制造領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)是向高參數(shù)、大型化方向發(fā)展，因此使用越來(lái)越多的超高強(qiáng)度焊接結(jié)構(gòu)鋼，其目的主要是減輕自重，提高承載能力，節(jié)約能源。同時(shí)也要求超高強(qiáng)度鋼板具有成本低、焊接性能良好、低溫韌性高等特點(diǎn)。 超高強(qiáng)度鋼板的制造方有淬火+回火(Q+T)、軋后直接淬火+回火(DQ+T)、控軋控冷+回火(TMCP+T)等，第一種方法為傳統(tǒng)常用的方法，后兩種方法雖然省略了一道再加熱工序，工序成本略低于第一種方法能，但是存在板型控制難度大等缺點(diǎn)。國(guó)際上有關(guān)屈服強(qiáng)度900 1050MPa超高強(qiáng)度鋼板的制造方法已經(jīng)形成多項(xiàng)專(zhuān)利。例如寶山鋼鐵股份有限公司申請(qǐng)的“屈服強(qiáng)度960MPa以上超高強(qiáng)度鋼板及其制造方法”(申請(qǐng)?zhí)?00510024775. 3)專(zhuān)利提供了一種屈服強(qiáng)度可達(dá)到960MPa以上的超高強(qiáng)度鋼板，其成分中(重量百分比)C0.08% O. 18%, NbO. 01 % O. I %。其生產(chǎn)方法將鋼坯加熱至1100 1250°C，在奧氏體可發(fā)生再結(jié)晶區(qū)將鋼坯軋制成鋼板；在奧氏體未發(fā)生再結(jié)晶區(qū)將鋼板軋制成最終厚度的鋼板，終軋溫度860 920°C ;以不低于約5°C /S的冷卻速度將鋼板冷卻至低于MS MS+100°C的冷卻終止溫度；對(duì)冷卻后的鋼板進(jìn)行回火以提高性能。其工藝屬于DQ+T，且鋼中含有O. 0008 % O. 0025 %的B元素，采用該方法生產(chǎn)的產(chǎn)品雖然強(qiáng)度易于達(dá)到要求，但是存在薄規(guī)格板型控制難度大、低溫韌性差等不足之處，其實(shí)施例中厚度16mm鋼板-20°C的沖擊功僅僅35 50J、-40°C的沖擊功僅僅30 42J。在武漢鋼鐵集團(tuán)公司申請(qǐng)?zhí)枮镃N200810197585. 5的《屈服強(qiáng)度960MPa焊接結(jié)構(gòu)鋼》專(zhuān)利中，公開(kāi)了其采用淬火+回火(Q+T)方法生產(chǎn)的屈服強(qiáng)度960MPa焊接結(jié)構(gòu)鋼，B含量O. 0005 % O.002 %，其實(shí)施例鋼化學(xué)成份中B含量達(dá)到O. 0005 % O. 0032 %，IOmm厚鋼板_20°C的沖擊功AKV (7. 5 X 10 X 55mm試樣)最高達(dá)到60J。舞陽(yáng)鋼鐵有限責(zé)任公司的專(zhuān)利技術(shù)專(zhuān)利《高強(qiáng)度鋼板及其制備方法》(CN申請(qǐng)?zhí)?00710193027. 7)給出了屈服強(qiáng)度975 990MPa(實(shí)施例實(shí)物水平)高強(qiáng)度鋼板及其制備方法，采用Q+T工藝方法，鋼板的化學(xué)成份中B含量達(dá)到O.0010 % O. 0030%，韌性低，Ni含量高達(dá)到O. 80 % O. 90%，成本高。厚度12mm高強(qiáng)度鋼板的 _20°C沖擊功 AKV 為 100、89、79J，-40°C沖擊功 AKV40、50、54J。由以上對(duì)比專(zhuān)利可知，目前屈服強(qiáng)度900 1050MPa左右的超高強(qiáng)度鋼板專(zhuān)利存在的主要不足之處是鋼中含有B元素，低溫韌性差；鋼板中貴重元素Ni含量高，鋼種成本聞。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于提供一種超高強(qiáng)度焊接結(jié)構(gòu)用鋼及其制造技術(shù)，韌性、塑性和焊接性能良好，屈服強(qiáng)度可達(dá)到900 1050MPa。鋼中不含有B元素，Ni含量低，并通過(guò)Q+T工藝來(lái)達(dá)到改善鋼種的低溫韌性、塑性和板型、消除殘余應(yīng)力、降低鋼種生產(chǎn)成本之目的。該專(zhuān)利技術(shù)鋼種可以用于汽車(chē)起重機(jī)、重載卡車(chē)、混凝土泵車(chē)、半掛車(chē)、集裝箱等機(jī)械制造領(lǐng)域。本專(zhuān)利技術(shù)的技術(shù)方案之一是屈服強(qiáng)度900 1050MPa超高強(qiáng)度焊接結(jié)構(gòu)用鋼板的化學(xué)成分重量百分比為C O. 11% O. 19%、Si O. 20% O. 50%、Mn O. 90% I. 40%、Ti O. 005% O. 030%、Cr O. 30% I. 00%、Cu O. I % 0.5%、Ni O. 15% O. 35%、Mo O. 15% O. 60%、Als O. 010% O. 050%、P 彡 O. 020%、S 彡 O. 010%，V O. 025% O.070%, Zr ( O. 005%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。本專(zhuān)利技術(shù)的另一技術(shù)方案是屈服強(qiáng)度900 1050MPa超高強(qiáng)度焊接結(jié)構(gòu)用鋼板的制造方法，包括以下工藝步驟鐵水預(yù)處理-轉(zhuǎn)爐冶煉-精煉-連鑄-軋制，在冶煉過(guò)程中進(jìn) 行鐵水預(yù)處理，深度脫硫；采用轉(zhuǎn)爐冶煉，通過(guò)頂吹或頂?shù)讖?fù)合吹煉，控制P含量；采用VD、RH、LF等進(jìn)行精煉處理，進(jìn)一步脫硫、脫氣，控制鋼中H、O、N含量，并進(jìn)行微合金化；進(jìn)行Ca處理，結(jié)合鋼中S含量和出鋼量，喂Si-Ca線(xiàn)，保證Ca/S含量Ca/S = O. 5 2. 0，使硫化物發(fā)生球化，以提高鋼板延性、橫向沖擊功和冷彎成型性能，減小鋼板橫向和縱向性能差；連鑄采用電磁攪拌，減少元素偏析；軋制采用常規(guī)熱軋。軋制后對(duì)鋼板進(jìn)行淬火+回火處理，再加熱溫度860 930°C，保溫I. O 2. 5min/mm后水淬，獲得淬火馬氏體組織；在500 600°C回火處理，保溫時(shí)間為I. O 3. Omin/mm,空冷。在回火過(guò)程中，控制析出強(qiáng)化及馬氏體回火程度，同時(shí)改善鋼的韌性和塑性。本專(zhuān)利技術(shù)選擇的合金元素主要作用在于C :碳對(duì)鋼的強(qiáng)度、韌性、焊接性能影響很大。本專(zhuān)利技術(shù)C的重量百分比含量為O.11% O. 19%, C是保證鋼的淬透性的主要合金元素，可使鋼在水淬時(shí)得到完全的馬氏體組織。從強(qiáng)度方面考慮，鋼的淬火態(tài)組織為馬氏體，而C是保證馬氏體強(qiáng)度的最主要合金元素，為了保證本專(zhuān)利技術(shù)鋼淬火+回火態(tài)組織的強(qiáng)度達(dá)到900 1050MPa，C的下限含量需要大于O. 11%。C上限值要防止鋼的強(qiáng)度及碳當(dāng)量過(guò)高，以免對(duì)鋼的韌性、塑性、鋼的抗高溫回火能力和焊接性能產(chǎn)生不利影響。在保證必要的淬透性和強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，C量不宜過(guò)多，因此將C的重量百分比含量上限定為O. 19%。Si :硅是煉鋼脫氧的必要元素，也具有一定的強(qiáng)化作用，當(dāng)含量低于O. 2%時(shí)，冶煉難度增大；含量超過(guò)O. 5%時(shí)，鋼的清潔度下降，韌性降低，可焊性差，且Si能夠促進(jìn)回火脆性的發(fā)展，使鋼的塑性降低。因此控制SiO. 20 % O. 50%。Mn:錳是鋼中重要的固溶強(qiáng)化元素，可有效提高鋼的強(qiáng)度和韌性，且成本十分低廉，能夠提高鋼的淬透性。但當(dāng)Mn含量過(guò)高時(shí)，則導(dǎo)致淬透性和韌性降低，同時(shí)增加鋼的過(guò)熱敏感性(粗晶)、增強(qiáng)回火脆性，且易形成帶狀和纖維組織，使鋼的縱、橫向性能差較大。因此在本專(zhuān)利技術(shù)中把Mn元素作為主要合金元素，控制其重量百分比含量在O. 90% I. 40%。B :鋼中加入微量的硼(O. 0005 % O. 005%)即可顯著提高鋼的淬透性，在一定程度上可代替Ni、Cr、Mo等貴重元素，降低鋼的合金成本，但是其對(duì)鋼種韌性、塑性、冷彎成型性能有明顯的不利影響，因此本專(zhuān)利技術(shù)鋼中杜絕添加B元素。Ti :加入微量的鈦，是為了利用鋼中的氮元素，在最佳狀態(tài)下，鈦、氮形成氮化鈦粒子，從而在加熱過(guò)程中釘軋晶界并防止奧氏體晶粒過(guò)度長(zhǎng)大，阻止鋼坯在加熱、軋制、焊接過(guò)程中晶粒的長(zhǎng)大，改善母材和焊接熱影響區(qū)的韌性，對(duì)于得到細(xì)小的淬火組織，從而提高鋼的強(qiáng)度和韌性是有利的。鈦低于O. 005%時(shí)，固氮效果差，超過(guò)O. 03%時(shí)，固氮效果達(dá)到飽和，過(guò)剩的鈦將會(huì)使鋼的韌性惡化。Als :鋁是脫氧元素，可作為本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種超高強(qiáng)度焊接結(jié)構(gòu)用鋼板，其特征在于化學(xué)成分重量百分比為：C?0.11％～0.19％、Si?0.20％～0.50％、Mn?0.90％～1.40％、Ti?0.005％～0.030％、Cr?0.30％～1.00％、Cu?0.1％～0.5％、Ni?0.15％～0.35％、Mo?0.15％～0.60％、Als?0.010％～0.050％、P≤0.020％、S≤0.010％，V?0.025％～0.070％，Zr≤0.005％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
【技術(shù)特征摘要】
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：侯華興，張哲，張濤，楊穎，劉明，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：鞍鋼股份有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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