可焊接的结构钢组件，特征在于其化学组成包括以重量计的： ０．１０％≤Ｃ≤０．２２％； ０．５０％≤Ｓｉ≤１．５０％； Ａｌ≤０．９％； ０％≤Ｍｎ≤３％； ０％≤Ｎｉ≤５％； ０％≤Ｃｒ≤４％； ０％≤Ｃｕ≤１％； ０％≤Ｍｏ＋Ｗ／２≤１．５％； ０．０００５％≤Ｂ≤０．０１０％； Ｎ≤０．０２５％；以及 任选存在的至少一种选自Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓ和Ｃａ的元素，其含量＜０．３％，和／或任选存在的至少一种选自Ｔｉ和Ｚｒ的元素，其含量≤０．５％，剩余物为铁和生产操作中产生的杂质， 上述组成中铝、硼、钛和氮的含量以“‰”表示，还满足下述关系： Ｂ≥１／３×Ｋ＋０．５ （１） 其中Ｋ＝Ｍｉｎ（Ｉ↑［＊］；Ｊ↑［＊］） Ｉ↑［＊］＝Ｍａｘ（０；Ｉ）且Ｊ↑［＊］＝Ｍａｘ（０；Ｊ） Ｉ＝Ｍｉｎ（Ｎ；Ｎ－０．２９（Ｔｉ－５）） Ｊ＝Ｍｉｎ（Ｎ；０．５（Ｎ－０．５２Ａｌ＋＊）） 组成中硅和铝的含量符合下述条件： 如果Ｃ＞０．１４５，则Ｓｉ＋Ａｌ＜０．９５ 所述钢组件的结构为贝氏体、马氏体或马氏体－贝氏体结构，还包括３％－２０％的残余奥氏体。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
结构钢应必须具有规定程度的机械特性，以适用于其生产需要，并且尤其必须具有高硬度。为此，使用能淬火的钢，即这种钢在足够迅速和有效的冷却下，可获得马氏体或贝氏体结构。因此定义临界贝氏速度作为所得冷却速率的函数，在该临界贝氏速度之上可得到贝氏体、马氏体或马氏体-贝氏体结构。结构钢对淬火的适合程度取决于其中淬火元素的含量。一般来说，淬火元素存在的含量越高，临界贝氏速度越低。除机械性能外，结构钢还应具有良好的可焊接性。当焊接钢组件时，焊接区(也称作热影响区(Heat-Affected Zone)或HAZ)在短时间内处于很高的温度，然后突然冷却，这使得该区域具有高硬度，从而导致裂纹并由此限制钢的可焊接性。依照传统方法，可通过计算钢的“碳当量”来评价其可焊接性，“碳当量”的公式如下Ceq＝(％C+％Mn/6+(％Cr+(％Mo+％W/2)+％V)/5+％Ni/15)可近似认为，碳当量越低，钢越容易被焊接。由此认为，通过增大淬火元素含量来改善钢的可淬火性会对其可焊接性造成损害。为了在不降低可焊接性的情况下改善结构钢的可淬火性，利用奥氏化温度升高时元素的淬火效率下降这一事实，开发了含硼微合金的钢的级别。与不加入硼而具有相同淬火过程的同一级别的钢相比，HAZ的淬火变少，由此可降低HAZ的淬火性能和硬度。然而由于硼在钢材未焊接部分的淬火效果在有效含量为30-50ppm时已趋于饱和，因此只有通过加入那些淬火效率不依赖于奥氏化温度的元素，才能使钢的可淬火性进一步得到改善，但是，这样会随之对钢材的可焊接性产生副作用。同样的，通过减少淬火元素的含量改善可焊接性，可淬火性也会随之减小。本专利技术的目的是在不降低钢的焊接性的前提下提供具有改善的淬火性能的结构钢，从而克服上述缺点。为此目的，本专利技术的第一主题是可焊接的结构钢组件，其化学组成包括以重量计的0.10％≤C≤0.22％；0.50％≤Si≤1.50％；Al≤0.9％；0％≤Mn≤3％；0％≤Ni≤5％；0％≤Cr≤4％；0％≤Cu≤1％；0％≤Mo+W/2≤1.5％；0.0005％≤B≤0.010％；N≤0.025％；以及任选存在的至少一种选自V、Nb、Ta、S和Ca的元素，其含量＜0.3％，和/或任选存在的至少一种选自Ti和Zr的元素，其含量≤0.5％，剩余物为铁和生产操作中产生的杂质，上述组成中铝、硼、钛和氮的含量以“‰”表示，还满足下述关系B≥1/3×K+0.5 (1)其中K＝Min(I*；J*) I*＝Max(0；I)且J*＝Max(0；J)I＝Min(N；N-0.29(Ti-5))J=Min(N;0.5(N-0.52Al+(N-0.52Al)2+283))]]>组成中硅和铝的含量还符合下述条件如果C＞0.145，则Si+Al＜0.95所述钢组件为贝氏体、马氏体或马氏体-贝氏体结构，还包括3％-20％，优选5％-20％的残余奥氏体。在优选的实施例中，根据本专利技术，钢组件的化学组成还满足下述关系1.1％Mn+0.7％Ni+0.6％Cr+1.5(％Mo+％W/2)≥1，优选≥2(2)。在另一优选的实施例中，根据本专利技术，钢组件的化学组成还满足下述关系％Cr+3(％Mo+％W/2)≥1.8，优选≥2.0。本专利技术的第二主题是本专利技术所述的可焊接钢组件的制造方法，特征在于-在Ac3-1000℃，优选Ac3-950℃的温度范围内加热所述钢组件，使其奥氏化，然后将该组件冷却至≤200℃的温度，冷却过程中组件的型芯从800℃至500℃的冷却速率大于或等于临界贝氏速度，-任选地，在低于或等于Ac1的温度进行回火。由约500℃降温至环境温度，尤其是，由500℃降温至≤200℃时，任选可以降低冷却速率，由此可以促进自动回火现象发生并保留含3％-20％的残余奥氏体。优选由500℃降至≤200℃的冷却速率为0.07℃/s-5℃/s，更优选0.15℃/s-2.5℃/s。在一优选的实施例中，在降温至≤200℃的冷却操作过程后期进行回火，回火温度低于300℃，回火时间小于10小时。在另一优选的实施例中，在降温至≤200℃的冷却操作过程的后期，根据本专利技术所述的方法不包括回火操作。在另一优选的实施例中，根据本专利技术所述方法所制的组件为厚度为3-150mm的钢板。本专利技术的第三主题是本专利技术所述的厚度为3-150mm的可焊接钢板的制造方法，所述方法特征在于对钢板进行淬火，其型芯从800℃至500℃的冷却速率VR(以℃/h表示)与钢组成有如下关系1.1％Mn+0.7％Ni+0.6％Cr+1.5(％Mo+％W/2)+logVR≥5.5，优选≥6(log是以10为底的对数)。本专利技术基于一新发现，即以上述含量加入硅，可使硼的淬火效果增加30％-50％。这种协同作用在不增加硼的加入量下出现，但如果没有硼的存在，硅不具有明显的淬火效果。另一方面，硅的加入不会影响硼的特性，硼的可淬火性不会降低，没有出现如在HAZ中的其奥式温度升高的情况。因此认为在硼存在的情况下加入硅，可以进一步增大组件的可淬火性，同时不会使可焊接性受到不利的影响。另外，本专利技术还发现，由于所述钢可淬火性的改善，以及保证了生成碳化物的元素，如铬、钼和钨的最小含量，生产所述钢时可以只在低温下回火，甚至取消回火工序。可淬火性的改善使组件可以更缓慢地冷却，并同时确保了组件基本上是贝氏体、马氏体或贝氏体-马氏体结构。这种更缓慢的冷却加上生成碳化物的元素的含量充足，使细小的铬、钼和/或钨的碳化物通过所谓的自动回火现象沉淀下来。另外，在低于500℃时，冷却速度的缓慢可大大促进自动回火现象，同样的，冷却速度缓慢也促使奥氏体保留下来，且优选保留在分数是3％-20％。上述生产方法得以简化，而且不再会出现常规操作中由于高温下回火而使钢软化的问题，由此改善了钢的机械性能。在通常温度下，即温度≤Ac1时仍有进行回火的可能。下面将更具体地描述本专利技术，但是该描述不限制本专利技术的范围。本专利技术所述的钢组件包含，以重量计-碳含量＞0.10％，以获得到足够的硬度，但＜0.22％，以获得良好的可焊接性、切削加工性、对弯曲的适合性以及满意的韧性。-硅含量＞0.50％，优选＞0.75％，更优选＞0.85％，以获得与硼的协同作用，但＜1.5％以免使钢脆化。-硼含量＞0.0005％，优选＞0.001％，以调节可淬火性，但＜0.01％，以免过高含量的氮化硼损害钢的机械性能。-氮含量＜0.025％，优选＜0.015％，该所获含量与用以生产所述钢的方法相关。-锰含量0-3％，优选0.3-1.8％，镍含量0-5％，优选0-2％，铬含量0-4％，铜含量0-1％，钼含量和钨含量的一半的和＜1.50％，以获得主要为贝氏体，马氏体或贝氏体-马氏体的结构，另外，如上所述铬、钼和钨具有形成有益于机械强度和耐磨性的碳化物的优点；另外，％Cr+3(％Mo+％W/2)的总量优选＞1.8％，更优选＞2.0％，从而任选地限制在300℃回火，或者甚至取消回火。-任选存在的至少一种选自V、Nb、Ta、S和Ca的元素，其含量＜0.3％，和/或任选存在的至少一种选自Ti和Zr的元素，其含量≤0.5％，和/或任选存在的至少一种选自Al的元素，其含量＜0.9％。V、Nb、Ta、Ti和Zr的加入使沉淀硬化对本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：让·贝吉诺，让乔治·布里松，
申请(专利权)人：工业钢克鲁梭公司，
类型：发明
国别省市：
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