專利名稱：低成本80公斤級(jí)特厚調(diào)質(zhì)鋼板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及調(diào)質(zhì)鋼板及其制造方法，特別涉及低成本80公斤級(jí)特厚調(diào)質(zhì)鋼板及其制造方法，在一種低C-中Mn-高Als-低N-低Mo-高Cr- (Ti+V+B)微合金化的成分體系 中通過再結(jié)晶控軋+調(diào)質(zhì)工藝(Q+T)獲得屈服強(qiáng)度≥690MPa、抗拉強(qiáng)度≥780MPa、-20°C的 Charpy沖擊功(單個(gè)值)≥100J、優(yōu)良焊接性、拉伸率δ5≥16 %的細(xì)小回火馬氏體+回 火下貝氏體顯微組織的特厚調(diào)質(zhì)鋼板(≥50mm)。
背景技術(shù)：
眾所周知，低碳(高強(qiáng)度)低合金鋼是最重要工程結(jié)構(gòu)材料之一，廣泛應(yīng)用于石油 天然氣管線、海洋平臺(tái)、造船、橋梁結(jié)構(gòu)、鍋爐容器、建筑結(jié)構(gòu)、汽車工業(yè)、鐵路運(yùn)輸及機(jī)械制 造之中。低碳(高強(qiáng)度)低合金鋼性能取決于其化學(xué)成分、制造過程的工藝制度，其中強(qiáng)度、 韌性和焊接性是低碳(高強(qiáng)度)低合金鋼最重要的性能，它最終決定于成品鋼材的顯微組 織狀態(tài)。隨著科技不斷地向前發(fā)展，人們對(duì)高強(qiáng)鋼的強(qiáng)韌性、強(qiáng)塑性匹配提出更高的要求， 即在維持較低的制造成本的同時(shí)大幅度地提高鋼板的綜合機(jī)械性能和使用性能，以減少鋼 材的用量節(jié)約成本，減輕鋼結(jié)構(gòu)的自身重量、穩(wěn)定性和安全性，更為重要的是為進(jìn)一步提高 鋼結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性和冷熱加工性。目前日韓歐盟范圍內(nèi)掀起了發(fā)展新一代高性能鋼鐵材料的研究高潮，力圖通過合 金組合設(shè)優(yōu)化計(jì)和革新制造工藝技術(shù)獲得更好的組織匹配，使高強(qiáng)鋼獲得更優(yōu)良的強(qiáng)韌 性、強(qiáng)塑性匹配的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定批量、低成本制造，提高產(chǎn)品市場競爭力。傳統(tǒng)的屈服強(qiáng)度大于780MPa的厚鋼板主要通過淬火加回火(DQT或QT)，即所謂 調(diào)質(zhì)方法來生產(chǎn)，這就要求鋼板必要具有足夠高的淬透性，即淬透性指數(shù)DI ^ 2X成品鋼 板厚度 KDI = 0. 367C°-5(l+0. 7Si) (1+3. 33Mn) (1+0. 35Cu) (1+0. 36Ni) (1+2. 16Cr) (l+3Mo) (1+1. 75V) (1+1. 77A1) X 25. 4 (mm) 3，以確保特厚鋼板具有足夠高的強(qiáng)度、優(yōu)良的低溫韌性 及沿鋼板厚度方向的顯微組織與性能的均勻，因此不可避免地向鋼中加入大量Cr、Mo、Ni、 Cu等合金元素，這類鋼板中Mo、Ni等合金元素含量一般要控制在> 0. 50%，尤其貴重元素 Ni含量要控制在彡1. 00%以上，(日本專利昭59-129724、平1-219121)。如此，不僅鋼板的合金含量較高，碳當(dāng)量Ceq和焊接冷裂紋敏感指數(shù)Pcm也較高， 這給現(xiàn)場焊接帶來較大的困難，焊前需要預(yù)熱、焊后需要熱處理，焊接成本升高、焊接效率 降低、焊接現(xiàn)場工作環(huán)境惡化；而且鋼板制造成本也大幅度升高，影響鋼板市場競爭力和推 廣使用。雖然這種調(diào)質(zhì)工藝生產(chǎn)出鋼板的強(qiáng)度、低溫韌性及延伸率等技術(shù)指標(biāo)能夠滿足用 戶的要求，但是鋼板制造成本較高，除高要求的壓力水管與渦殼、低溫高強(qiáng)容器、海洋平臺(tái) 等工程使用外，難以向量大面廣的工程機(jī)械、橋梁結(jié)構(gòu)、汽車工業(yè)及鐵路運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)推廣， 產(chǎn)品的使用范圍受到極大的限制；同時(shí)，現(xiàn)有大量專利文獻(xiàn)(如日本專利昭63-93845、昭63-79921、昭60-258410、 特平開 4-285119、特平開 4-308035、平 3-264614、平 2-250917、平 4-143246、美國 專利 US Patent4855106、USPatent5183198、USPatent4137104、USPatent4790885、USPatent4988393、USPatent5798004、歐洲專利 EP 0867520A2、EP 0288054A2 等以及《西山 紀(jì)念技術(shù)講座》，第159-160，P79 P80)只是說明如何實(shí)現(xiàn)母材鋼板的強(qiáng)度和低溫韌性，就 改善鋼板焊接能性，獲得優(yōu)良焊接熱影響區(qū)HAZ低溫韌性說明較少，也沒有涉及如何在提 高鋼板抗拉強(qiáng)度的同時(shí)，提高鋼板的抗拉延伸率，更沒有涉及如何批量穩(wěn)定地降低鋼板的 制造成本
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種低成本80公斤級(jí)特厚調(diào)質(zhì)鋼板及其制造方法，通過鋼 板合金元素的組合設(shè)計(jì)與特殊調(diào)質(zhì)工藝(RCR+QT)相結(jié)合，在獲得優(yōu)異的低溫韌性、高強(qiáng)度 (抗拉強(qiáng)度> 780MPa)、延伸率16%的同時(shí)，特厚鋼板具有優(yōu)良的焊接性，更重要的是 實(shí)現(xiàn)特厚調(diào)質(zhì)高強(qiáng)鋼板低成本制造；并且成功地解決了高強(qiáng)調(diào)質(zhì)鋼板的綜合性能與制造成 本在成分設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)上相互沖突、很難調(diào)和的問題，即在提高特厚調(diào)質(zhì)高強(qiáng)鋼板綜合性 能的同時(shí)，必將導(dǎo)致制造成本的升高；反之，在降低特厚調(diào)質(zhì)高強(qiáng)鋼板制造成本的同時(shí)，必 將導(dǎo)致鋼板綜合性能的急劇下降；如何同時(shí)獲得特厚調(diào)質(zhì)高強(qiáng)鋼板優(yōu)異綜合性能的同時(shí)， 母材鋼板具有低廉的制造成本是本開發(fā)鋼種最大的難點(diǎn)之一，也是關(guān)鍵核心技術(shù)。針對(duì)上述要求，本發(fā)明采用低C-中Mn-低N-(Ti+V+B)微合金鋼的成分體系作為 基礎(chǔ)，適當(dāng)提高鋼中酸溶 Als 含量且 Als 彡[(Mn+0. 76Cr+l. 23Mo)/C] X (Ntotal-O. 292Τ )、控 制(Mn+0. 76Cr+l. 23Mo)/C彡15之間、不含銅/鎳貴重合金元素、(低Mo+高Cr)合金化、 Ca處理且Ca/S比在0. 80 3. 00之間、控制DI指數(shù)彡(0. 118/C) X成品鋼板厚度等冶金 技術(shù)手段，優(yōu)化再結(jié)晶控軋+調(diào)質(zhì)工藝(Q+T)，使特厚成品鋼板的顯微組織為細(xì)小回火馬氏 體+回火下貝氏體，平均晶團(tuán)尺寸在30μπι以下，獲得均勻優(yōu)良的強(qiáng)韌性的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)低成 本制造，特別適用于工程機(jī)械、橋梁結(jié)構(gòu)、汽車工業(yè)及鐵路運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)。具體地，本發(fā)明的技術(shù)方案是，低成本80公斤級(jí)特厚調(diào)質(zhì)鋼板，其成分重量百分比為C :0· 10% 0. 14%Si ^ 0. 30%Mn :1· 10% 1. 50%P ^ 0. 013%S:彡 0.003%Cr :0· 70% 1. 20%Mo :0· 05% 0. 20%Als :0· 040% 0. 070%Ti :0· 006% 0. 011%V :0· 015% 0. 045%K 0.0050%Ca :0· 001% 0. 004%B :0· 0006% 0. 0013%其余為鐵和不可避免的夾雜；且，上述元素必須同時(shí)滿足如下關(guān)系
C、Mn之間的關(guān)系(Mn+0. 76Cr+l. 23Mo) /C≥15，保證鋼板在_20°C條件下的低溫 韌性；Als、Ti 與 N 之間的關(guān)系=Als ≥[(Mn+0. 76Cr+l. 23Mo) /C] X (Ntotal-O. 292Ti)，確 保鋼中N被Al全部固定；Ca與S之間的關(guān)系Ca/S在0. 80 3. 0之間，確保鋼中硫化物球化，改善鋼板低 溫韌性、抗層狀撕裂及焊接性；DI ≥(0. 118/C) X t ；其中 t 為成品鋼板厚度，DI = 0. 367C°'5(l+0. 7Si) (1+3. 33Mn) (1+0. 35Cu) (1+0. 36Ni) (1+2. 16Cr) (l+3Mo) (1+1. 75V) (1+1. 77A1) X 25. 4 (mm)， 確保特厚調(diào)質(zhì)鋼板獲得優(yōu)良強(qiáng)韌性匹配的同時(shí)，沿鋼板厚度方向力學(xué)性能均勻。在本發(fā)明的成分中，C，對(duì)調(diào)質(zhì)鋼的強(qiáng)度、低溫韌性、延伸率及焊接性影響很大，從改善調(diào)質(zhì)鋼的低溫韌 性、延伸率和焊接性角度，希望鋼中C含量控制得較低；但是從調(diào)質(zhì)鋼的強(qiáng)度、生產(chǎn)制造過 程中顯微組織控制及制造成本角度，C含量不宜控制得過低；當(dāng)C含量較高時(shí)，雖然有利于 提高鋼板強(qiáng)度，但是損害鋼板的低溫韌性、延伸率及焊接性，因此C含量不宜過高。綜合上 述分析C含量范圍控制在0. 10 0. 14%。Mn，作為最重要的合金元素在鋼中除提高鋼板的強(qiáng)度外，還具有擴(kuò)大奧氏體相區(qū)、 降低Ar3點(diǎn)溫度、細(xì)化調(diào)質(zhì)鋼板晶團(tuán)而改善鋼板低溫韌性的作用、促進(jìn)低溫相變組織形成而 提高鋼板強(qiáng)度的作用；但是Mn在鋼水凝固過程中容易發(fā)生偏析，尤其Mn含量較高時(shí)，不僅 會(huì)造成澆鑄操作困難，而且容易與C、P、S等元素發(fā)生共軛偏析現(xiàn)象；尤其鋼中C含量較高 時(shí)，加重鑄坯中心部位的偏析與疏松，嚴(yán)重的鑄坯中心區(qū)域偏析在后續(xù)的軋制和焊接過程 中易形成異常組織，導(dǎo)致調(diào)質(zhì)鋼板低溫韌性和延伸率低下；因此根據(jù)C含量范圍，選擇適宜 的Mn含量范圍對(duì)于高強(qiáng)度調(diào)質(zhì)鋼板極其必要，根據(jù)本發(fā)明鋼成分體系及C含量為0. 10 0. 14%，適合Mn含量為1. 10% 1. 50%，且C含量高時(shí)，Mn含量適當(dāng)降低，反之亦然；且C 含量低時(shí)，Mn含量適當(dāng)提高。Si，促進(jìn)鋼水脫氧并能夠提高鋼板強(qiáng)度，但是采用Al脫氧的鋼水，Si的脫氧作用 不大，Si雖然能夠提高鋼板的強(qiáng)度，但是Si嚴(yán)重?fù)p害鋼板的低溫韌性、延伸率及焊接性，尤 其在較大線能量焊接條件下，Si不僅促進(jìn)M-A島形成，而且形成的M-A島尺寸較為粗大、分 布不均勻，嚴(yán)重?fù)p害焊接熱影響區(qū)(HAZ)的韌性，因此鋼中的Si含量應(yīng)盡可能控制得低，考 慮到煉鋼成本，對(duì)于不要求焊接接頭CTOD性能的特厚調(diào)質(zhì)鋼板，Si含量控制在0. 30%以 下。P，作為鋼中有害夾雜對(duì)鋼的機(jī)械性能，尤其低溫沖擊韌性、延伸率及焊接性具有 巨大的損害作用，理論上要求越低越好；但考慮到煉鋼可操作性、煉鋼成本和物流順暢原 貝U，P含量需要控制在彡0.013%。S，作為鋼中有害夾雜對(duì)鋼的低溫韌性具有很大的損害作用，更重要的是S在鋼中 與Mn結(jié)合，形成MnS夾雜物，在熱軋過程中，MnS的可塑性使MnS沿軋向延伸，形成沿軋向 MnS夾雜物帶，嚴(yán)重?fù)p害鋼板的低溫沖擊韌性、延伸率、Z向性能及焊接性，同時(shí)S還是熱軋 過程中產(chǎn)生熱脆性的主要元素，理論上要求越低越好；但考慮到煉鋼可操作性、煉鋼成本和 物流順暢原則，S含量需要控制在< 0. 003%。Cr,作為弱碳化物形成元素，添加Cr不僅提高鋼板的淬透性、促進(jìn)馬氏體/貝氏體形成，而且馬氏體/貝氏體板條間位向差增大，增大裂紋穿過馬氏體/貝氏體晶團(tuán)的阻力， 在提高鋼板強(qiáng)度的同時(shí)，具有一定的改善鋼板韌性之作用；但是當(dāng)Cr添加量超過1.20% 時(shí)，嚴(yán)重?fù)p害鋼板的焊接性；因此Cr含量控制在0.70% 1.20%之間。
添加Mo提高鋼板的淬透性，促進(jìn)馬氏體/貝氏體形成，但是Mo作為強(qiáng)碳化物形成 元素，在促進(jìn)馬氏體/貝氏體形成的同時(shí)，增大馬氏體/貝氏體晶團(tuán)的尺寸且形成的馬氏體 /貝氏體板條間位向差很小，減小裂紋穿過馬氏體/貝氏體晶團(tuán)的阻力；因此Mo在大幅度 提高調(diào)質(zhì)鋼板強(qiáng)度的同時(shí)，降低了調(diào)質(zhì)鋼板的低溫韌性、延伸率及焊接性；更重要的是Mo 添加量超過0. 20%時(shí)，大幅度增加調(diào)質(zhì)鋼板的制造成本。因此綜合考慮Mo的相變強(qiáng)化作用 及對(duì)母材鋼板低溫韌性、延伸率、焊接性及制造成本的影響，本發(fā)明采用超低Mo合金化，Mo 含量控制在0.05% 0. 20%.B含量控制在0. 0006% 0. 0013%之間，確保鋼板淬透性的同時(shí)，不損害鋼板的 焊接性和HAZ韌性。Ti含量在0. 006% 0. 011%之間，抑制板坯加熱、熱軋過程中奧氏體晶粒長大， 改善鋼板低溫韌性，更重要的是抑制焊接過程中HAZ晶粒長大，改善HAZ韌性；此外Ti含量 超過0. 011 %時(shí)，形成的TiN粒子不僅較多而且較為粗大，具有促進(jìn)鐵素體形成，嚴(yán)重影響 鋼板中心部位的淬透性。鋼中的Als能夠固定鋼中的自由[N]，降低焊接熱影響區(qū)(HAZ)自由[N]，改善焊 接HAZ的低溫韌性作用，因此Als下限控制在0. 040% ；但是鋼中加入過量的Als不但會(huì)造 成澆鑄困難，而且會(huì)在鋼中形成大量彌散的針狀A(yù)l2O3夾雜物，損害鋼板內(nèi)質(zhì)健全性、低溫 韌性和焊接性，因此Als上限控制在0. 070%。N的控制范圍與Ti的控制范圍相對(duì)應(yīng)，對(duì)于大線能量焊接鋼板，N含量過低，生成 TiN粒子數(shù)量少、尺寸大，不能起到改善鋼的焊接性的作用，反而對(duì)焊接性有害；但是N含量 過高時(shí)，鋼中自由[N]增加，熱影響區(qū)(HAZ)自由[N]含量增加，嚴(yán)重?fù)p害HAZ低溫韌性，惡 化鋼的焊接性。因此N含量控制在0.0050%以下。V含量在0.015% 0.045%之間，并隨著鋼板厚度的增加，V含量可適當(dāng)取上限 值。添加V目的是通過V(c，N)在貝氏體/馬氏體板條中析出，提高鋼板的強(qiáng)度。V添加 過少，低于0. 015 %，析出的V(C，N)太少，不能有效提高鋼板的強(qiáng)度；V添加量過多，高于 0. 045%，損害鋼板低溫韌性、延伸率和焊接性。對(duì)鋼進(jìn)行Ca處理，一方面可以進(jìn)一步純潔鋼液，另一方面對(duì)鋼中硫化物進(jìn)行變性 處理，使之變成不可變形的、穩(wěn)定細(xì)小的球狀硫化物、抑制S的熱脆性、提高鋼的低溫韌性、 延伸率及Z向性能、改善鋼板韌性的各向異性。Ca加入量的多少，取決于鋼中S含量的高 低，Ca加入量過低，處理效果不大；Ca加入量過高，形成Ca(0，S)尺寸過大，脆性也增大，可 成為斷裂裂紋起始點(diǎn)，降低鋼的低溫韌性和延伸率，同時(shí)還降低鋼質(zhì)純凈度、污染鋼液。一 般控制 Ca 含量按 ESSP = (wt% Ca) [1-1. 24(wt% 0)]/1· 25(wt% S)，其中 ESSP 為硫化物 夾雜形狀控制指數(shù)，取值范圍0. 5 5之間為宜，因此Ca含量的合適范圍為0. 0010% 0. 0040%。本發(fā)明的低成本80公斤級(jí)特厚調(diào)質(zhì)鋼板的制造方法，其包括如下步驟1)冶煉、鑄造按上述成分冶煉，高溫澆鑄，澆注溫度控制在1565 1585°C之間，且澆鑄前鋼包純吹A(chǔ)r時(shí)間> 2min，鋼包鎮(zhèn)靜時(shí)間> 2min，確保夾雜物上浮去除；2)板坯加熱，加熱溫度控制在1130 1180°C，保溫時(shí)間4 6小時(shí)；3)軋制工藝
第一階段為普通軋制，采用軋機(jī)最大能力進(jìn)行不間斷地連續(xù)軋制，確保形變金屬 發(fā)生動(dòng)態(tài)/靜態(tài)再結(jié)晶，細(xì)化奧氏體晶粒；第二階段采用再結(jié)晶控制軋制，控軋開軋溫度950 980°C，軋制道次壓下率 彡8%，累計(jì)壓下率彡40%，終軋溫度850 900°C ；對(duì)板厚> 50mm的鋼板，鋼板從停冷結(jié)束到入緩冷坑保溫之間的間隔時(shí)間不大于 60min，保溫工藝為鋼板溫度表面大于300°C的條件下至少保溫24小時(shí)；4)熱處理工藝鋼板淬火溫度(板溫)為900 930°C，淬火保持時(shí)間彡20min,淬火保持時(shí)間為 鋼板中心溫度達(dá)到淬火目標(biāo)溫度時(shí)開始計(jì)時(shí)的保溫時(shí)間。鋼板回火溫度(板溫)為570 630°C，回火保持時(shí)間彡(1. 0 1. 2) X成品鋼板 厚度，回火保持時(shí)間為鋼板中心溫度達(dá)到回火目標(biāo)溫度時(shí)開始計(jì)時(shí)的保溫時(shí)間，時(shí)間單位 為min ；回火結(jié)束后鋼板自然空冷至室溫。其中，1、根據(jù)本發(fā)明鋼工藝，采用高溫澆鑄，澆注控制在1565 1585°C之間，且澆鑄前 鋼包純吹A(chǔ)r時(shí)間> 2min，鋼包鎮(zhèn)靜時(shí)間> 2min，確保夾雜物上浮去除。板坯加熱溫度控制在1130 1180°C之間，保溫時(shí)間4 6小時(shí)，以保證板坯微合 金碳氮化物固溶、板坯內(nèi)部偏析擴(kuò)散均勻化的同時(shí)，原始奧氏體晶粒不過分長大。第一階段為普通軋制，采用軋機(jī)最大能力進(jìn)行不間斷地連續(xù)軋制，確保形變金屬 發(fā)生動(dòng)態(tài)/靜態(tài)再結(jié)晶，細(xì)化奧氏體晶粒。第二階段采用再結(jié)晶控制軋制，控軋開軋溫度950 980°C，軋制道次壓下率 ^8%,累計(jì)壓下率彡40 %，終軋溫度850 900°C，基于上述成分C、Mn之間的關(guān)系，第二階 段采用再結(jié)晶控制軋制，確保奧氏體晶粒在再結(jié)晶控制軋制下細(xì)化，保證成品鋼板的韌性。對(duì)板厚> 50mm的鋼板，鋼板從停冷結(jié)束到入緩冷坑保溫之間的間隔時(shí)間不大于 60min，保溫工藝為鋼板溫度表面大于300°C的條件下至少保溫24小時(shí)。2、熱處理工藝中，鋼板淬火溫度(板溫)為900 930°C，淬火保持時(shí)間彡20min,淬火保持時(shí)間為 鋼板中心溫度達(dá)到淬火目標(biāo)溫度時(shí)開始計(jì)時(shí)的保溫時(shí)間。鋼板回火溫度(板溫)為570 630°C，鋼板較薄時(shí)回火溫度偏上限、鋼板較厚時(shí) 回火溫度偏下限，回火保持時(shí)間> (1. 0 1. 2) X成品鋼板厚度，回火保持時(shí)間為鋼板中心 溫度達(dá)到回火目標(biāo)溫度時(shí)開始計(jì)時(shí)的保溫時(shí)間，時(shí)間單位為min;回火結(jié)束后鋼板自然空
冷至室溫?；贒I指數(shù)和成品鋼板厚度的關(guān)系，采用上述熱處理工藝，可以確保成品鋼板具 有優(yōu)好的強(qiáng)韌性和強(qiáng)塑性。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明通過鋼板合金元素的組合設(shè)計(jì)與特殊調(diào)質(zhì)工藝(RCR+QT)相結(jié)合，在同時(shí) 獲得優(yōu)良的母材鋼板低溫韌性、高強(qiáng)度及焊接性的同時(shí)，鋼板的制造成本低廉，并且成功地解決了高強(qiáng)調(diào)質(zhì)鋼板的綜合性能與制造成本在成分設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)上相互沖突、很難調(diào)和 的問題；而且由于制造成本低廉，使高強(qiáng)調(diào)質(zhì)特厚鋼板向量大面廣的工程機(jī)械、橋梁結(jié)構(gòu)、 汽車工業(yè)及鐵路運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)推廣得到極大的促進(jìn)，加快了這些行業(yè)用的升級(jí)換代；此外，低 廉鋼板制造成本和良好的焊接性節(jié)省了用戶鋼構(gòu)件制造的成本，縮短了用戶鋼構(gòu)件制造的 時(shí)間，為用戶創(chuàng)造了巨大的價(jià)值，因而此類鋼板不僅是高附加值、綠色環(huán)保性的產(chǎn)品。
本發(fā)明鋼板是工程機(jī)械、礦山機(jī)械、重型設(shè)備構(gòu)架、橋梁結(jié)構(gòu)、汽車工業(yè)及鐵路運(yùn) 輸?shù)刃袠I(yè)更新?lián)Q代的關(guān)鍵材料；但是低成本80公斤級(jí)特厚調(diào)質(zhì)鋼板如特厚高強(qiáng)HT780鋼板 制造成本昂貴，難以向量大面廣的工程機(jī)械、礦山機(jī)械、重型設(shè)備構(gòu)架、橋梁結(jié)構(gòu)、汽車工業(yè) 及鐵路運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)推廣，高強(qiáng)調(diào)質(zhì)特厚鋼板在這些行業(yè)中使用受到極大的限制，影響了這 些行業(yè)設(shè)備的設(shè)計(jì)與制造更新?lián)Q代及新技術(shù)、新工藝的采用；隨著我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，建設(shè) 節(jié)約、環(huán)境友好型和諧社會(huì)的要求，降低資源消耗，提高資源利用率已擺到日事議程；高強(qiáng)調(diào)質(zhì)鋼板在這些行業(yè)的廣泛使用，不僅可以大幅度減少鋼材使用量，降低單位GDP資源消 耗量，而且減少加工、制作時(shí)間與成本，更重要的是這些高性能材料的使用加快促進(jìn)我國重 型裝備制造業(yè)科技進(jìn)步，提升整體行業(yè)國際競爭力。由于這些行業(yè)高強(qiáng)調(diào)質(zhì) 特厚鋼板用量 很大(10萬噸/年)而具有廣闊市場前景。
權(quán)利要求
低成本80公斤級(jí)特厚調(diào)質(zhì)鋼板，其成分重量百分比為C0.10％～0.14％Si≤0.30％Mn1.10％～1.50％P≤0.013％S≤0.003％Cr0.70％～1.20％Mo0.05％～0.20％Als0.040％～0.070％Ti0.006％～0.011％V0.015％～0.045％N≤0.0050％Ca0.001％～0.004％B0.0006％～0.0013％其余為鐵和不可避免的夾雜；且，上述元素必須同時(shí)滿足如下關(guān)系C、Mn之間的關(guān)系(Mn+0.76Cr+1.23Mo)/C≥15；Als、Ti與N之間的關(guān)系A(chǔ)ls≥[(Mn+0.76Cr+1.23Mo)/C]×(Ntotal-0.292Ti)；Ca與S之間的關(guān)系Ca/S在0.80～3.0之間；DI≥(0.118/C)×t；其中t為成品鋼板厚度，DI＝0.367C0.5(1+0.7Si)(1+3.33Mn)(1+0.35Cu)(1+0.36Ni)(1+2.16Cr)(1+3Mo)(1+1.75V)(1+1.77Al)×25.4(mm)。
2.如權(quán)利要求1所述的低成本80公斤級(jí)特厚調(diào)質(zhì)鋼板的制造方法，其包括如下步驟1)冶煉、鑄造按上述成分冶煉，高溫澆鑄，澆注溫度控制在1565 1585°C之間，且澆鑄前鋼包純吹 Ar時(shí)間彡2min，鋼包鎮(zhèn)靜時(shí)間彡2min，確保夾雜物上浮去除；2)板坯加熱，加熱溫度控制在1130 1180°C，保溫時(shí)間4 6小時(shí)；3)軋制工藝第一階段為普通軋制，采用軋機(jī)最大能力進(jìn)行不間斷地連續(xù)軋制，確保形變金屬發(fā)生 動(dòng)態(tài)/靜態(tài)再結(jié)晶，細(xì)化奧氏體晶粒；第二階段采用再結(jié)晶控制軋制，控軋開軋溫度950 980°C，軋制道次壓下率彡8%，累 計(jì)壓下率≥40%，終軋溫度850 900°C ；對(duì)板厚> 5 Omm的鋼板，鋼板從停冷結(jié)束到入緩冷坑保溫之間的間隔時(shí)間不大于 60min，保溫工藝為鋼板溫度表面大于300°C的條件下至少保溫24小時(shí)；4)熱處理工藝鋼板淬火溫度(板溫)為900 930°C，淬火保持時(shí)間≥20min，淬火保持時(shí)間為鋼板 中心溫度達(dá)到淬火目標(biāo)溫度時(shí)開始計(jì)時(shí)的保溫時(shí)間；鋼板回火溫度(板溫)為570 630°C，回火保持時(shí)間≥(1. 0 1. 2) X成品鋼板厚度， 回火保持時(shí)間為鋼板中心溫度達(dá)到回火目標(biāo)溫度時(shí)開始計(jì)時(shí)的保溫時(shí)間，時(shí)間單位為min; 回火結(jié)束后鋼板自然空冷至室溫。
全文摘要
低成本80公斤級(jí)特厚調(diào)質(zhì)鋼板及其制造方法，采用低C-中Mn-低N-(Ti+V+B)微合金鋼的成分體系作為基礎(chǔ)，適當(dāng)提高鋼中酸溶Als含量且Als≥[(Mn+0.76Cr+1.23Mo)/C]×(Ntotal-0.292Ti)、控制(Mn+0.76Cr+1.23Mo)/C≥15之間、不含銅/鎳貴重合金元素、(低Mo+高Cr)合金化、Ca處理且Ca/S比在0.80～3.00之間、控制DI指數(shù)≥(0.118/C)×成品鋼板厚度等冶金技術(shù)手段，優(yōu)化再結(jié)晶控軋+調(diào)質(zhì)工藝(Q+T)，使特厚成品鋼板的顯微組織為細(xì)小回火馬氏體+回火下貝氏體，平均晶團(tuán)尺寸在30μm以下，獲得均勻優(yōu)良的強(qiáng)韌性的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)低成本制造，特別適用于工程機(jī)械、橋梁結(jié)構(gòu)、汽車工業(yè)及鐵路運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)。
文檔編號(hào)C22C33/04GK101845597SQ20091004828
公開日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2009年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月26日
發(fā)明者劉自成, 施青 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司