本发明专利技术提供了一种可大线能量焊接的低合金高强度钢板，其特征在于钢的化学成分为（ｗｔ％）：Ｃ：０．０４％～０．１６％、Ｓｉ：０．１０％～０．５０％、Ｍｎ：０．４０％～１．８％、Ｎｂ：０．０２０％～０．０５０％、Ｔｉ：０．００６％～０．０３０％、Ｎ：０．００３０％～０．０１０％、Ａｌ：０．０１５％～０．０６０％，余量为Ｆｅ及不可避免的夹杂。还应满足Ｃ＋Ｍｎ／６＋Ｓｉ／２４＋Ｎｉ／４０＋Ｃｒ／５＋Ｍｏ／４＋Ｖ／１４≤０．４５％及总Ｔｉ量和总Ｎ量符合［Ｔｉ％］↓［Ｔ］≥２．６６７［Ｎ％］↓［Ｔ］－０．００４６６７％，并采用Ｔｉ微合金化，使生成的第二项粒子中Ｔｉ／Ｎ比为２．４～３．２。钢板的制造方法采用奥氏体再结晶区和奥氏体未再结晶区两阶段轧制，轧后进行强制水冷，钢板在５０～１５０ＫＪ／ｃｍ大线能量焊接时，焊接热影响区韧性良好。本发明专利技术具有生产工艺简单、成本低、适用性强的优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于低合金钢制造领域，尤其是一种可大线能量焊接的低合金高 强度钢板及其制造方法。技术背景在本专利技术前，己经有一些大线能量用钢的公开报道。如武汉钢铁公司申 报的专利"大线能量焊接非调质高韧性低温钢及其制造方法"(公开号CN1338528A)和"大线能量低焊接裂纹敏感性系列钢及其生产方法"(公开 号CN1396294A)。这些技术的共同特点是加入B，利用BN和Ca或Re的氧 化物抑制热影响区晶粒长大，提高热影响区性能。但是B的加入经常产生副 作用，B很容易在晶界偏聚，造成母材韧性的严重下降。目前尚无良好的开 展B的措施。另外，Ca、 Re的氧化物控制难度很高，当它们在液态析出时， 晶粒生长不受限制，不仅起不到抑制晶粒长大的作用，也会破坏母材的韧性。 因此，这种方法在生产中很难控制。韩国浦项公司申请的专利"用于焊接结构的具有TiN+ZrN析出相的钢板 及其制造方法和使用该钢板的焊接结构"(公开号CN1398302A)通过提高N 的含量来获得较多的TiN以阻止热影响的晶粒长大，由于N提高后对钢的连 铸性能影响很坏，铸坯裂纹很难避免，不得不增加了一道渗N工序，致使生 产工艺及其复杂，生产效率低下。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可大线能量焊接的低合金高强钢板及其制 造方法，从而解决母材韧性降低、不适应大线能量要求以及生产上难以控制的问题。本专利技术的目的是这样实现的， 一种可大线能量焊接的低合金高强钢板，其特征在于钢的化学成分为(wt%): C: 0. 04%~0. 16%、 Si: 0. 10% 0. 50%、 Mn: 0.40%~1.8%、 Nb: 0.020%~0.050% 、 Ti: 0.006%~0.030% 、 N: 0.0030°/o~0.010%， Al: 0.015%~0.060%。此外还可能含有Mo: 0.08%~0.40%、 Cu:《0.25%、 V: 0.02%~0.06%、 Ni:《0.8%的一种或多种，余量为Fe及 不可避免的夹杂。为达到上述目的，本专利技术还具有如下一些特征-1. 采用Ti微合金化，使生成的第二项粒子中Ti/N比为2.4-3.2之间。2. 使得钢中的Ti、 N总含量满足T》2.667T-0.004667%。从而 保证钢中的固溶《0.002%,使钢板的韧性得以提高。3. 控制碳当量Ceq=C+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14《0.45%，以保 证焊接热影响区组织中有15%以上的多边形铁素体。本专利技术采用上述成分设计的理由如下C是决定钢材强度的主要元素，也是决定焊接热影响区组织的主要元素。 当C低于0. 04%时，难以得到所需要的强度；当C高于0. 16%时，焊接热影响 区中出现多量的淬硬组织，使韧性得到恶化，而且高C时容易产生焊接裂纹。 本专利技术C控制在0. 04%~0. 16%。Si作为脱氧元素而添加，同时提高钢板的强度，影响钢板的焊接性能。 Si低于0.10%时，脱氧效果差，钢板表面易起麻点和红绣；但当Si大于0.50% 时，促进组织粗化，而且焊接冷、热裂纹敏感性均增加。本专利技术Si控制在 0.10%~0. 50%。Mn的原子半径与Fe相近，容易形成置换固溶体，是应用最多的保证钢 板强度的元素，也是增加碳当量的重要元素。当Mn含量低于0.4W时，强度 降低，而且S化物的有害作用增强；当Mn含量高于1.8。/。时，热影响区韧性变坏。本专利技术Mn控制在0. 40%~1. 8%。Ti是本专利技术着力研究的元素。Ti与N结合成TiN，具有阻止奥氏体晶粒 长大和增加铁素体形核的作用，可以有效地提高热影响区的韧性。Ti的添加， 还可以减少N的固溶含量，改善钢的时效性能。Ti的加入与N量关系很大。 当Ti量低于2.667T-0.004667M时，钢中固溶N量较多，韧性和时效性 能均较低；当Ti/N高于2.73时，TiN粒子粗化，对热影响区的有益作用削弱， 同时固溶Ti量增高，损害母材韧性。控制钢中Ti/N在2.4 3.2之间，钢板和 焊接热影响区将具有较高的性能，超出此范围，钢板及焊接热影响区性能方 面将出现大幅度的下降。本专利技术Ti控制在0. 006%~0. 030%。N是本专利技术另一着力研究的元素。N有两种存在方式， 一种是固溶，对 母材性能不利，另一种是形成弥撒分布的细颗粒N化物，对焊接热影响区韧 性有改善作用。N量低则N化物数量不足，不适合大线能量焊接。N量高则 固溶N增多，母材韧性和时效性能不好，连铸坯容易产生裂纹。本专利技术N控 制在0. 003% 0. 010%。Nb不仅能提高轧制过程的再结晶温度，促进细晶强化效果，还能与Ti 形成复合N化物，降低Ti/N比，改善热影响区性能。在本专利技术中，为了通 过热机械轧制提高钢板的强度和韧性，必须添加一定含量的Nb。 Nb量过低， 不易发挥控轧作用；Nb量过大时，在焊接过程中促进侧板条铁素体形成，对 韧性也不利。本专利技术Nb控制在0. 0209^0. 050%。Al是主要脱氧元素。当A1含量低时，脱氧能力不足，Ti被氧化而不能 生成有益的TiN粒子；Al含量过高，容易形成大颗粒夹杂。本专利技术A1控制 在0.015%~0.060%。很容易造成铜脆、铸坯表面质量问题；P是杂质元素，增加钢材的脆性，应尽可能降低。但冶金脱P成本很高， 限制在0.015%以下可以保证性能要求。S是影响钢材韧性的主要元素。此外，当S含量高时，硫化物会依附TiN 长大，使粒子尺寸增加，钉扎奥氏体晶界的能力严重削弱。良好的脱s不仅有助于提高钢板的塑韧性，还有助于控制TiN的尺寸以抑制热影响区晶粒的 长大。因此，满足大线能量焊接要求必须良好脱S。本专利技术要求S《0.010n/。。根据钢种强度和韧性要求，可以加入Mo、 Ni、 V、 Cu中的一种或多种。 但前三种元素均显著提高碳当量，导致淬硬性增加；Cu可以提高钢板的淬透 性和耐大气腐蚀性，但容易造成铜脆、铸坯表面质量问题。因此含量必须限 审U。本专利技术要求Mo满足在0.08%~0.40%、 V满足0.02%~0.06%、 Cu《0.25%、 Ni《0.8%。且满足C+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14《0.45%。本专利技术的钢板坯生产步骤应包括转炉冶炼钢水，LF精炼脱S， VD或RH 真空处理，铸造方式可以采用模铸或连铸，但以连铸方式为佳。转炉冶炼前铁水预脱硫，脱硫渣要扒干净。在转炉阶段加入Si、 Mn进行 一次脱氧。LF炉造白渣，深度脱S，目标成分微调。在LF精炼阶段二次脱氧。 VD或RH精炼，处理时间不低于10分钟，在Si-Ca处理后加入Ti-Fe和Nb-Fe，净吹Ar气3分钟，以保证成分均匀。连铸过热度《25。C。该冶炼工艺的主要特征为首先Mn、 Si联合脱氧，然后A1二次脱氧，在连铸前的最后工序加入Nb和Ti，以保证Nb和Ti不被氧化。从而在轧制和焊接过程中发挥有益作用。本专利技术的具体方案还包括按照上述成分生产钢板的轧制方法。 本专利技术的钢板轧制方法包括均热、粗轧、精轧、加速冷却、矫直等制造工艺。本专利技术不限制钢坯热装或冷装入炉。但热装能有效节约能源，应优先使用。均热的加热温度为U50 1200'C。本专利技术的钢均热后轧制工艺采用奥氏体完全再结晶区+奥本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可大线能量焊接的低合金高强度钢板，其特征在于钢的化学成分为（ｗｔ％）：Ｃ：０．０４％～０．１６％、Ｓｉ：０．１０％～０．５０％、Ｍｎ：０．４０％～１．８％、Ｎｂ：０．０２０％～０．０５０％、Ｔｉ：０．００６％～０．０３０％、Ｎ：０．００３０％～０．０１０％、Ａｌ：０．０１５％～０．０６０％，余量为Ｆｅ及不可避免的夹杂，还应满足Ｃ＋Ｍｎ／６＋Ｓｉ／２４＋Ｎｉ／４０＋Ｃｒ／５＋Ｍｏ／４＋Ｖ／１４≤０．４５％及总Ｔｉ量和总Ｎ量符合［Ｔｉ％］↓［Ｔ］≥２．６６７［Ｎ％］↓［Ｔ］－０．００４６６７％，并采用Ｔｉ微合金化，使生成的第二项粒子中Ｔｉ／Ｎ比为２．４～３．２。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：付魁军，吕冬，马玉璞，王华，马成，韩鹏，翟晓莉，及玉梅，黄松，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：21[中国|辽宁]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。