具有高最小屈服极限的高强度钢和这种钢的生产方法技术

本发明专利技术涉及一种高强度钢，其具有1300MPa的最小屈服极限，一种用于这种钢的生产方法以及这种钢的应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有高最小屈服极限的高强度钢和这种钢的生产方法
本专利技术涉及一种高强度钢，其具有高的最小屈服极限；以及一种用于这种钢的生产方法以及这种钢的应用。
技术介绍
在土木工程，一般的机械制造，电子技术等领域中需要具有机械特性和化学腐蚀特性的特殊结合的钢或者合金。其通常应同时具有高屈服极限，良好的韧性，高疲劳强度，高耐腐蚀性和高耐磨性。在起重机和移动起重机制造中，现阶段通常使用具有最大1100MPa的最小屈服极限的钢。高强度细晶粒结构钢的不断发展通过在降低运行重量的同时不断提高承载能力实现了移动起重机建造领域的革新。移动起重机建造技术中的进步越来越需要具有1300MPa的最小屈服极限的高强度厚钢板。现有技术中已知热轧的钢板，其具有良好的可加工性和高抗拉强度的特征。即使当强度超过某一特定值，如1200MPa，也可能会发生钢板的延迟断裂，这种断裂可能在腐蚀反应(在钢板上随着时间而发生)的影响下，由渗入到钢板内部的氢所引发。因此，尽管有着高强度，这种钢板还是会损坏。具有1300MPa高屈服极限的钢板相应地需要对于延迟断裂的高的抗性。具有高抗拉强度或者高最小屈服极限的钢板通常具有这样的劣势，即，这些钢板由于其差的成型性，通过冷成型加工十分困难。此外，具有高抗拉强度和高最小屈服极限的钢板通常具有差的韧性特性。尤其在-40℃或更低的低温下，这些钢的韧性值如此之小，使得用于建筑机械的应用是不可能的，这些建筑机械在低温下必须满足高韧性要求。EP2267177A1公开了一种高强度钢板，其用于工业机械中的结构元件并且其一方面具有出色的针对延迟断裂的抗性，另一方面具有良好的焊接行为。根据本专利技术的钢板具有大于或等于1300MPa的高最小屈服极限并且具有大于或等于1400MPa的抗拉强度。根据本专利技术的钢板厚度为大于或等于4.5mm并且小于或等于25mm。但是在现有技术中说明的钢不能在各方面都满足要求并且具有改善钢性能的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种高强度钢，其具有高最小屈服极限，高抗拉强度并且同时具有良好的冷成型行为以及在低温下良好的韧性。该目的通过权利要求和说明书的主体解决。本专利技术的第一个方面涉及一种高强度钢，其中该钢具有下列组成：(a)碳：0.23至0.25重量％；(b)硅：0.15至0.35重量％；(c)锰：0.85至1.00重量％；(d)铝：0.07至0.10重量％；(e)铬：0.65至0.75重量％；(f)铌：0.02至0.03重量％；(g)钼：0.55至0.65重量％；(h)钒：0.035至0.05重量％；(i)镍：1.10至1.30重量％；(j)硼：0.0020至0.0035重量％；(k)钙：0.0007至0.0030重量％；并且其中该钢如必要还含有其它元素，其中对于这些其它元素的最大含量适用：(l)磷：≤0.012重量％和/或(m)硫：≤0.003重量％和/或(n)铜：≤0.10重量％和/或(o)氮：≤0.006重量％和/或(p)钛：≤0.008重量％和/或(q)锡：≤0.03重量％和/或(r)氢：≤2.00ppm和/或(s)砷：≤0.01重量％和/或(t)钴：≤0.01重量％和/或；其中其余包括铁和不可避免的杂质并且其中(i)碳当量Pcm以下列公式计算：Pcm＝[C]+[Si]/30+[Mn]/20+[Cu]/20+[Ni]/60+[Cr]/20+[Mo]/15+[V]/10+5[B]；其中[C],[Si],[Mn],[Cu],[Ni],[Cr],[Mo],[V]和[B]是高强度钢中相应各个元素以重量％为单位的质量份额并且其中对于Pcm适用：0.38重量％＜Pcm≤0.44重量％，和/或(ii)碳当量Ceq以下列公式计算：Ceq＝[C]+[Si]/24+[Mn]/6+[Ni]/40+[Cr]/5+[Mo]/4+[V]/14；其中[C],[Si],[Mn],[Ni],[Cr],[Mo]和[V]是高强度钢中相应各个元素以重量％为单位的质量份额并且其中对于Ceq适用：0.675≤Ceq≤0.78重量％；和/或(iii)碳当量CET以下列公式计算：CET＝[C]+([Mn]+[Mo])/10+([Cr]+[Cu])/20+[Ni]/40其中[C],[Mn],[Cr],[Mo],[Cu]和[Ni]是高强度钢中相应各个元素以重量％为单位的的质量份额并且其中对于CET适用：0.43重量％≤CET≤0.49重量％。本专利技术意义中的不可避免的杂质包括例如砷，钴和/或锡。专业人员可知，根据本专利技术的钢额外可以包括元素(l)至(t)中的一种。在根据本专利技术的钢中氮的含量优选在0.001至0.006重量％范围内。在一个优选的实施形式中，根据本专利技术的钢包含0.23至0.25重量％范围的碳，0.15至0.35重量％范围的硅，0.85至1.00重量％范围的锰，0.07至0.10重量％范围的铝，0.65至0.75重量％范围的铬，0.02至0.03重量％范围的铌，0.55至0.65重量％范围的钼，0.035至0.05重量％范围的钒，1.10至1.30重量％范围的镍，0.0020至0.0035重量％范围的硼，0.0007至0.0030重量％范围的钙和0.001至0.006重量％范围的氮。在一个优选的实施形式中，高强度钢中碳和锰的含量总和为1.10至1.24重量％范围，优选在1.11至1.23重量％范围，在1.12至1.22重量％范围，在1.13至1.21重量％范围或者在1.14至1.20重量％范围。根据本专利技术的高强度钢的特征优选在于高最小屈服极限ReH或者Rp0.2。最小屈服极限表明这样一种张力，即，直到该张力时，根据本专利技术的钢在单轴以及无力矩的拉应力下不显示塑性变形。根据本专利技术的钢的最小屈服极限优选为至少1300MPa，更加优选至少1350MPa，至少1370MPa，至少1400MPa，至少1440MPa，至少1480MPa或者至少1500MPa。根据本专利技术的高强度钢的最小屈服极限优选横向于辊轧方向确定并且根据DINENISO6892-1/方法B确定。此外，根据本专利技术的钢的特征优选在于高抗拉强度Rm。抗拉强度表示钢在断裂或者开裂之前所经受的最大机械拉力。根据本专利技术的钢的抗拉强度Rm优选至少为1400MPa，更加优选1480MPa，至少1500MPa，至少1550MPa，至少1580MPa，至少1600MPa或者至少1650MPa。在另一个优选的实施形式中，根据本专利技术的钢的抗拉强度Rm在1400至1700MPa的范围内。根据本专利技术的高强度钢的抗拉强度优选横向于辊轧方向确定，并且根据DINENISO6892-1/方法B确定。此外，根据本专利技术的钢的特征在于高的最小断裂延伸率A。最小断裂延伸率A是示出钢在断裂之后保留的延伸的材料特性值。最小断裂延伸率A优选根据DINENISO6892-1/方法B确定。根据本专利技术的钢的最小断裂延伸率A优选为至少8％，更加优选至少9％，至少10％，至少11％，至少12％或者至少13％。根据本专利技术的钢的特征优选在于良好的韧性特性。材料韧性特性的标志例如为缺口冲击功Av。缺口冲击功Av表明直至材料完全断裂所耗费的能量。根据本专利技术的钢的缺口冲击功Av由根据DINENISO148-1的夏比V型测试来得出。如果试样纵向对本文档来自技高网...

【技术保护点】
高强度钢，其中所述钢包括下列组成：(a)碳：0.23至0.25重量％；(b)硅：0.15至0.35重量％；(c)锰：0.85至1.00重量％；(d)铝：0.07至0.10重量％；(e)铬：0.65至0.75重量％；(f)铌：0.02至0.03重量％；(g)钼：0.55至0.65重量％；(h)钒：0.035至0.05重量％；(i)镍：1.10至1.30重量％；(j)硼：0.0020至0.0035重量％；(k)钙：0.0007至0.0030重量％；并且其中所述钢如必要还含有其它元素，其中对于这些其它元素的最大含量适用：(l)磷：≤0.012重量％和/或(m)硫：≤0.003重量％和/或(n)铜：≤0.10重量％和/或(o)氮：≤0.006重量％和/或(p)钛：≤0.008重量％和/或(q)锡：≤0.03重量％和/或(r)氢：≤2.00ppm和/或(s)砷：≤0.01重量％和/或(t)钴：≤0.01重量％和/或；其中其余包括铁和不可避免的杂质并且其中(i)碳当量Pcm以下列公式计算：Pcm＝[C]+[Si]/30+[Mn]/20+[Cu]/20+[Ni]/60+[Cr]/20+[Mo]/15+[V]/10+5[B]；其中[C],[Si],[Mn],[Cu],[Ni],[Cr],[Mo],[V]和[B]是高强度钢中相应各个元素以重量％为单位的质量份额并且其中对于Pcm适用：0.38重量％＜Pcm≤0.44重量％，和/或(ii)碳当量Ceq以下列公式计算：Ceq＝[C]+[Si]/24+[Mn]/6+[Ni]/40+[Cr]/5+[Mo]/4+[V]/14；其中[C],[Si],[Mn],[Ni],[Cr],[Mo]和[V]是高强度钢中相应各个元素以重量％为单位的质量份额并且其中对于Ceq适用：0.675≤Ceq≤0.78重量％；和/或(iii)碳当量CET以下列公式计算：CET＝[C]+([Mn]+[Mo])/10+([Cr]+[Cu])/20+[Ni]/40其中[C],[Mn],[Cr],[Mo],[Cu]和[Ni]是高强度钢中相应各个元素以重量％为单位的质量份额并且其中对于CET适用：0.43重量％≤CET≤0.49重量％。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.高强度钢，其中所述钢包括下列组成：(a)碳：0.23至0.25重量％；(b)硅：0.15至0.35重量％；(c)锰：0.85至1.00重量％；(d)铝：0.07至0.10重量％；(e)铬：0.65至0.75重量％；(f)铌：0.02至0.03重量％；(g)钼：0.55至0.65重量％；(h)钒：0.035至0.05重量％；(i)镍：1.10至1.30重量％；(j)硼：0.0020至0.0035重量％；(k)钙：0.0007至0.0030重量％；并且其中所述钢如必要还含有其它元素，其中对于这些其它元素的最大含量适用：(l)磷：≤0.012重量％和/或(m)硫：≤0.003重量％和/或(n)铜：≤0.10重量％和/或(o)氮：≤0.006重量％和/或(p)钛：≤0.008重量％和/或(q)锡：≤0.03重量％和/或(r)氢：≤2.00ppm和/或(s)砷：≤0.01重量％和/或(t)钴：≤0.01重量％和/或；其中其余包括铁和不可避免的杂质并且其中(i)碳当量Pcm以下列公式计算：Pcm＝[C]+[Si]/30+[Mn]/20+[Cu]/20+[Ni]/60+[Cr]/20+[Mo]/15+[V]/10+5[B]；其中[C],[Si],[Mn],[Cu],[Ni],[Cr],[Mo],[V]和[B]是高强度钢中相应各个元素以重量％为单位的质量份额并且其中对于Pcm适用：0.38重量％＜Pcm≤0.44重量％，和/或(ii)碳当量Ceq以下列公式计算：Ceq＝[C]+[Si]/24+[Mn]/6+[Ni]/40+[Cr]/5+[Mo]/4+[V]/14；其中[C],[Si],[Mn],[Ni],[Cr],[Mo]和[V]是高强度钢中相应各个元素以重量％为单位的质量份额并且其中对于Ceq适用：0.675≤Ceq≤0.78重量％；和/或(iii)碳当量CET以下列公式计算：CET＝[C]+([Mn]+[Mo])/10+([Cr]+[Cu])/20+[Ni]/40其中[C],[Mn],[Cr],[Mo],[Cu]和[Ni]是高强度钢中相应各个元素以重量％为单位的质量份额并且其中对于CET适用：0.43重量％≤CET≤0.49重量％。2.根据权利要求1所述的高强度钢，其中所述高强度钢中碳和锰的含量总和在1.10至1.24重量％范围内。3.根据权利要求1或2所述的高强度钢，其中所述钢具有根据DINENISO643的＞11的奥氏体晶粒度。4.根据前述权利要求中任意一项所述的高强度钢，其中所述钢具有纳米碳化物沉积物，这些沉积物具有1至10nm范围内的平均直径。5.根据前述权利要求中任意一项所述的高强度钢，其中如果试样纵向对准辊轧方向，那么在-40℃的试验温度下缺口冲击功Av为至少30J；和/或如果试样横向对准辊轧方向，那么在-40℃的试验温度下缺口冲击功Av为至少27J。6.用于生产扁钢产品的方法，其中该方法包括下列步骤：(a)生产钢水，其除铁外包括下列元素：碳：0.23至0.25重量％；硅：0.15至0.35重量％；锰：0.85至1.00重量％；铝：0.07至0.10重量％；铬：0.65至0.75重量％；铌：0.02至0.03重量％；钼：0.55至0.65重量％；钒：0.035至0.05重量％；镍：1.10至1.30重量％；硼：0.0020至0.0035重量％；钙：0.0007至0.0030重量％；以及必要情况下还含有其它元素，其中对于这些其它元素的最大含量适用：磷：≤0.012重量％和/或...

【专利技术属性】
技术研发人员：海因茨沃纳·布伦斯，亚历山大·比约恩·容格曼，安德列亚斯·克恩，汉斯约阿希姆·切尔西希，
申请(专利权)人：蒂森克虏伯钢铁欧洲股份公司，蒂森克虏伯股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE