本发明专利技术公开一种焊接性优良经济型水电用厚板， C：0.065%~0.085%；Si：0.16%~0.30%；Mn：1.35%~1.49%；P：≤0.015%；S≤0.005%；Ni：0.10%~0.12%；Cr：0.10%~0.13%；Mo：0.11%~0.145%；Cu：0.20%~0.25%；Nb：0.03%~0.05%；Ti：0.012%~0.019%；V：0.03%~0.05%；Als：0.020%~0.040%；N：0.0040%~0.0059%；同时保证Pcm =C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B；0.165%≤Pcm≤0.190%；Ceq =C+Mn/6 +(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15≤0.40%；余量为Fe和不可避免的杂质。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于低合金钢制造领域，尤其涉及一种焊接性优良经济型水电用厚板及其生产方法。
技术介绍
低合金高强度钢是重要工程结构材料之一，广泛应用于石油天然气管线、海洋平台、造船、桥梁结构、锅炉容器、建筑结构、汽车工业、铁路运输及机械制造之中。 低合金高强度钢性能取决于化学成分及其制造工艺。随着现代工业技术的不断进步，化学成分一定的条件下低合金高强度钢的性能具有相当大的控制范围。正因如此，在继续降低制造成本条件下大幅度提高钢板综合机械性能和使用性能成为可能，从而达到减轻钢结构自身重量、提高钢结构稳定性及安全性的目的。 近些年来，国内外先后开展了新一代高性能钢铁材料的的研究，力图通过合金组合优化设计和革新工艺技术以获得更好的组织匹配，最终达到更加优良的强韧性匹配。 CN200510047196.0的专利公布了“高强度低焊接裂纹敏感性钢厚板及其生产方法”，采用连铸坯料生产抗拉强度610MPa最大厚度为75mm的钢板。是通过控制碳当量Ceq ≤ 0.42%、裂纹敏感性系数Pcm ≤ 0.20%实现低焊接裂纹敏感性成分设计，并通过“TMCP+回火”工艺完成成品钢板制造。该专利公布了厚度小于40mm钢板的化学成分，贵金属元素N1、Mo含量设计较高，N1:0.15~0.25%、Mo:0.15~0.25%，Ceq最高控制在0.404%，增加了合金成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，在保证钢板焊接性指数0.165% ≤ Pcm ≤ 0.190% ；Ceq ≤ 0.40%条件下，优化设计贵金属N1、Cr含量，降低合金成本，采用余热回火工艺进一步降低工艺成本。 为了达到上述目的，本专利技术采用如下化学成分(按重量百分比):C:0.0 6 5%~0.085% ；S1:0.16%~0.30% ；Μη:1.35%~1.49% ；Ρ:≤ 0.015% ；S:≤ 0.005% ；Ni:0.10%0.12% ；Cr:0.10%0.13% ；Mo:0.11%0.145% ；Cu:0.20%0.25% ；Nb:0.03%0.05% ；Ti:0.012%~0.019% ；V:0.03%0.05% ；Als:0.020%0.040% ；N:0.0040%0.0059% ；同时保证 Pcm = C + Si/30 + (Mn+Cu+Cr) /20 + Ni/60 + Mo/15 + V/10 + 5B ；0.165% ^ Pcm ^ 0.190% ；Ceq = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V) /5+ (Ni+Cu) /15 ( 0.40%;不含8，余量为Fe和不可避免的杂质。 本专利技术中合金元素C、S1、Mn、P、S、Al、N1、Cr、Mo、Cu、V、Nb、Ti限定量的理由详述如下: C:C^0.05%时需添加其它提高淬透性元素提高母材及焊接接头强度，使成本升高。C过高焊接热影响区出现较多的淬硬组织，使热影响区韧性变差。为保证钢板优良的焊接性，C的范围设计为0.065~0.085%。 S1:为使Si在保证母材强度和焊接接头强度中发挥作用，Si应大于0.15%，但Si> 0.40%时，焊接裂纹敏感性和焊接接头韧性变坏。本专利技术其含量控制在:0.169Π).30%。 Mn:为使Mn在保证母材强度和焊接接头强度发挥作用，其含量应> 1.40% ;为减轻硫化物的有害作用，Mn > 0.50%。但Mn > 1.70%时使焊接裂纹敏感性变坏，而且由于含量太高带来过大的淬透性使母材韧性和接头韧性变坏。本专利技术其含量控制在:1.35%~1.49%。 P、S:P、S在本钢种中都是杂质元素。限制P≤0.015% ;S≤0.005%。 Al:A1提高粗晶区韧性的机制是减少M-A组元的量及其尺寸,减少了固溶N量。AlN的溶解温度在1100°C附近，它在焊接热循环中很容易溶解，不能有效地阻止HAZ的晶粒长大。在焊接热循环中AlN质点会溶解，使HAZ中自由N的含量增高。AlN的析出十分缓慢，AlN很难在焊接过程中重新形核析出。在钢水冶炼过程中要保证一定的脱氧程度，一般情况下Als的含量下限控制为0.015%，上限为0.045%。本专利技术其含量控制在:0.020%~0.040%。 T1:根据钢中的N含量，适当添加Ti，形成TiN细粒状弥散分布的粒子以减轻焊接热影响区脆化的效果最好，利用TiN的沉淀物可以抑制焊接时奥氏体的晶粒粗大，增加针状铁素体的沉淀核。3.42为钢中T1、N原子的理想化学配比。当钢中的Ti/N值接近于理想化学配比时，TiN粒子更加细小且分布弥散，对高温奥氏体晶粒的稳定作用最强，Ti/N值过大或过小都将消弱这一作用。如果钢中固溶N量过多，将降低母材的韧性及时效性能。Ti的含量为:0.012%~0.019%。 V:V在钢中的作用主要是析出强化作用。其在回火过程中以V (C，N)形式析出并提高钢板的强度。本专利技术其含量控制在V:0.03%~0.05%。 N:N在钢中以固溶或氮化物形式存在。N在钢液中的溶解度远高于其在室温下的溶解度。钢中N≤0.0080%时，在低温下处于过饱和状态，一般以氮化物形式存在。本专利是利用TiN细粒状弥散分布的粒子减轻焊接热影响区脆化以保证钢板母材具有良好的焊接性。控制过低N含量会大大增加精炼成本，会大大减少TiN细粒状弥散分布的粒子在焊接热影响区晶粒细化作用。本专利技术其含量控制在N:0.0040%~0.0059%。 N1、Cr:N1、Cr有利于提高母材和焊接接头的强度。Ni可进一步改善母材韧性。但如添加量超过所需的量会使增大，成本提高，导致焊接接头的韧性降低和加工性变坏，因此Ni的含量为:0.10%~0.12% ;Cr可以提高淬透性同时可提高钢耐蚀性，Cr 0.10%-0.13%。 Mo =Mo对提高母材强度和焊接接头强度有效，同时能够提高母材高温回火稳定性，Mo含量过高会大大提高合金成本。本专利技术设计Mo: 0.110%~0.145%。 Cu =Cu对提高母材强度有效，相对N1、Cr、Mo成本较低，本专利技术其含量设计Cu: 0.20%-0.25%。 Nb:为保证母材强度和焊接接头强度，Nb含量应> 0.005%,但Nb含量> 0.05%时焊接接头韧性变坏，所以将Nb的上限定为0.05%。利用钢坯加热过程Nb的固溶作用提高钢板淬透性。用“DQ+ACC”联合冷却装置进一步提高钢板淬透能力，减少合金加入量，保证低焊接裂纹敏感性特厚钢板的成分设计特点。在钢板控轧及控冷之后的回火过程中，Nb的碳氮化物起到析出强化作用。Nb通过微合金化与控轧控冷工艺相结合使母材晶粒充分细化，并且结合析出强化和位错亚结构强化效应，达到提高母材综合性能的目的。本专利技术其含量控制在:0.03%~0.05%。 B:本专利技术钢种采用不含B的低焊接裂纹敏感性钢成分设计。本专利技术钢种如加入微量的B可明显抑制铁素体在奥氏体晶界上的形核，同时还使贝氏体转变曲线变地扁平，从而在一个较大的冷速范围内也能获得贝氏体组织，使钢种提高强度。但是，因为B提高钢种强度的作用是基于其在奥氏体晶界上的偏聚而阻止等轴铁素体在晶界上优先形核，冶炼时必须控制B含量，给冶炼工艺操作带来很大难度；如本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种焊接性优良经济型水电用厚板，其特征在于：化学成分按重量百分比：C：0.065%~0.085%；Si：0.16%~0.30%；Mn：1.35%~1.49%；P：≤0.015%；S：≤0.005%；Ni：0.10%~0.12%；Cr：0.10%~0.13%；Mo：0.11%~0.145%；Cu：0.20%~0.25%；Nb：0.03%~0.05%；Ti：0.012%~0.019%；V：0.03%~0.05%；Als：0.020%~0.040%；N：0.0040%~0.0059%；同时保证Pcm = C + Si/30 + (Mn+Cu+Cr)/20 + Ni/60 + Mo/15 + V/10 + 5B； 0.165%≤Pcm≤0.190%；Ceq = C + Mn/6 +(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 ≤ 0.40%；余量为Fe和不可避免的杂质。
【技术特征摘要】
1.一种焊接性优良经济型水电用厚板，其特征在于:化学成分按重量百分比:C:0.065%~0.085% ；S1:0.16%~0.30% ；Μη:1.35%~1.49% ；Ρ:≤ 0.015% ；S:≤ 0.005% ；Ni:0.10%0.12% ；Cr:0.10%0.13% ；Mo:0.11%0.145% ；Cu:0.20%0.25% ；Nb:0.03%0.05% ；Ti:0.012%~0.019% ；V:0.03%~0.05% ；Als:0.020%0.040% ；N:0.0040%0.0059% ；同时保证 Pcm = C + Si/30 + (Mn+Cu+Cr) /20 + Ni/60 + Mo/15 + V/10 + 5B ；0.165% ( Pcm ( 0.190% ；Ceq = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V) /5+...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁福鸿，高强，王勇，胡昕明，王储，王动，孙殿东，李广龙，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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