本发明专利技术涉及屈服强度达９６０ＭＰａ级别的超高强度焊接结构钢。其解决目前本领域存在的将Ｖ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｍｏ等作为必要的合金元素，其导致成本高、添加元素多等不足。措施：屈服强度９６０ＭＰａ级焊接结构钢，其组分及重量百分比为：Ｃ：０．１４～０．１９、Ｓｉ：０．１５～０．４０、Ｍｎ：１．４０～＜１．７、Ｍｏ：０．４１～０．６０、Ｂ：０．０００５～０．００２、Ｃｒ：０～０．５０、Ｎｉ：０～０．４０、Ｎｂ：０～０．０３、Ｔｉ：０．０１０～０．０５０、Ａｌｓ：０．０１～０．０６、Ｐ：≤０．０２０、Ｓ：≤０．０１０，其余为Ｆｅ及不可避免杂质；同时满足：碳当量ＣＥＶ（％）＜０．６５或Ｐｃｍ（％）＜０．３５。本发明专利技术钢轧制及热处理工艺简单，轧制过程无需控冷，热处理工艺可控范围较宽。本发明专利技术钢还具有十分优异的低温冲击韧性及很低的碳当量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及低合金化钢，具体地指一种屈服强度达960MPa级别的超高强度焊接结构钢。技术背景中国国内钢铁企业尚不能够生产屈服强度在卯OMPa以上的焊接结构用钢，目前武汉钢 铁集团公司专利技术了屈服强度为880MPa及以上的焊接结构用钢，具体牌号为HG980。该钢采 用调质工艺生产，最小屈服强度在880MPa以上，成份中含有较高的Nb、 V等微合金元素。 更高强度级别的钢板，主要牌号有瑞典奥克隆德钢厂的WELDOX钢板，该系列钢板的屈服 强度可达900 1300MPa。日本JFE公司也可以生产最小屈服强度960MPa级的焊接结构钢板， 具体牌号为S960。国外屈服强度在900MPa或960MPa级别的焊接结构钢也一般采用淬火+回火工艺生产， 由于对钢板的强度要求极高，容易在回火过程中由于回火温度较高或回火时间较长而出现软 化现象，从而不能够保证钢板的强度，因此，该强度级别的钢板化学成份中通常含有较多的 微合金元素V、 Nb等，以利用细小第二相粒子的析出强化和钉轧晶界的作用，提高钢的强度 和抗高温回火软化能力。从能够生产900MPa及以上级别焊接结构钢的钢铁企业官方网站中 查阅到的该级别钢种的供货技术条件中可看出，该级别钢板通常将V、 Nb、 Ni、 Mo等作为 必要的合金元素。本专利技术基于目前现状，提出了一种屈服强度超过960MPa、进一步优化为超 过lOOOMPa的超高强度焊接结构钢的化学成份设计思路，其特点是在化学成份中添加适量的 Mo来保证钢的高温回火稳定性和回火强度，取消了 V，极大减少了 Nb等微合金元素的添加。 本专利技术钢轧制及热处理工艺简单易行，轧制过程无需控冷，热处理工艺可控范围较宽。本发 明钢同时还具有十分优异的低温冲击韧性，以及很低的碳当量。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要提供一种屈服强度超过960MPa、进一步优化为超过lOOOMPa，同 时具有极优异低温冲击韧性和较低碳当量的屈服强度超过960MPa焊接结构钢。 实现上述目的的技术措施960Mpa级高强度焊接结构钢，其化学组分及重量百分比为C: 0.14 0.19、 Si: 0.15 0.40、 Mn: 1.40 <1.70、 Mo: 0.41 0.60、 B: 0扁5 0麓、 Cr: 0 0.50、 Ni: 0 0.40、 Nb: 0 0.03、 Ti: 0.010 0.050、 Als: 0.01 0.06、 P:《 0.020、 S:《0.010,其余为Fe及不可避免杂质；同时满足碳当量CEV(%)= C+Mn/6+(Mo+Cr+V)/5+(Ni+Cu)/l5<0.65或Pcm(%)=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B) <0.35。 其在于Mo的重量百分比为0.45 0.57。为了保证钢的屈服强度能够达到960MPa、甚至1000MPa以上，在化学成份设计过程中 重点考虑如下因素钢的淬透性、淬火态组织的回火稳定性和回火强度。下面根据这三方面 的原因详述本专利技术中各元素的作用及限定量的理由-本专利技术C的重量百分比含量为0.14 0.19， C是保证淬透性的主要合金元素，为了在水 淬时得到完全的马氏体组织。从强度方面考虑，钢的淬火态组织为马氏体，而C是保证马氏 体强度的最主要合金元素，根据对合金元素总量小于5%、含有少量Ti、 Nb或Zr等的结构钢 回归分析表明，钢中马氏体组织的硬度HVM=127+949C+27Si+llMn+8Ni+16Cr+211gVM (VM 为马氏体临界冷速，各元素均为质量百分数)，从中可以看出，影响马氏体硬度的决定性成份 为C，合金元素的作用很小，为了保证淬火态组织的抗拉强度达到lOOOMPa以上，以保证本 专利技术钢所需达到的强度，C的上限值则考虑了防止钢的强度及碳当量过高，且C含量对钢的 抗高温回火能力有负作用，在保证必要的淬透性和强度的基础上，C量不宜过多，因此将C 的重量百分比含量上限定为0.19。本专利技术Mn的重量百分比含量为1.40 〈1.70。Mn是钢中重要的固溶强化元素，能够提 高淬透性，且能在强化钢的同时改善韧性，但当Mn含量过高时，则导致淬透性和韧性降低。本专利技术B的重量百分比含量为0.0005 0.002。添加微量B是提高淬透性的极佳途径，B 增加淬透性的良好作用在于B易于偏聚于奥氏体晶粒的界面上，降低了奥氏体晶界的界面能， 减少了过冷奥氏体分解时的形核率，因而有效地推迟过冷奥氏体的分解转变，根据大量研究 结果，当以固溶形式存在于钢中时(即酸溶硼)，0.0005的B即可极大提高钢的淬透性，充 分发挥B的作用可有效减少其它合金元素的添加。对于不以固溶方式存在的B则没有提高淬 透性的作用，且B含量过高易形成B的碳化物和氮化物，并集聚在原奥氏体晶界，促使附近 地区位错密度增高，可以作为氢在局部地区的陷阱，因而促使此处发生晶界开裂。为保证必 要的酸溶硼含量，并避免过高含量的B对性能的不利影响，作出上述含量限定。本专利技术Mo的重量百分比含量为0.41~0.60， Mo能够抑制或减轻钢中杂质偏聚现象，改 善调质钢的高温回火脆性，避免钢在55(TC 58(TC回火时出现的脆化现象(第二类回火脆性)， 是调质钢中不可或缺的重要合金元素。Mo具有很高的抗回火能力，为了保证钢在550'C以 上的回火强度仍能超过卯OMPa， Mo含量低限控制在0.41， Mo含量超过0.6时则显著增加 焊接热影响区的再热裂纹敏感性，因此对Mo含量作出上述限定。本专利技术Cr的重量百分比含量为0 0.50。 Cr能够增加钢的淬透性，少量Cr还有改善韧 性的作用，但Cr对提高钢的抗高温回火能力的作用不大，且Cr过高会损害韧性和焊接性能。 本专利技术Ni的重量百分比含量为0~0.40。 Ni能够提高钢的抗高温回火软化能力和低温冲 击韧性，对于提高马氏体的强度作用不大，且Ni过高将极大增加钢的合金成本。本专利技术Nb的重量百分比含量为0 0.030。 Nb可与钢中C、 N结合形成微小的第二相粒 子，从而在回火时保持钢的强度，并可同时提高钢的韧性。本专利技术Ti的重量百分比含量为0.010 0.050。 Ti可与钢中N结合形成细小TiN粒子， 从而在加热过程中钉轧晶界并防止奥氏体晶粒过度长大，这对于得到细小的淬火组织，从而 提高钢的强度和韧性是有利的。本专利技术Si的重量百分比含量为0.15 0.40。 Si主要是以固溶强化形式提高钢的强度，同时也是钢中的脱氧元素，但含量不可过高，以免降低钢的韧性和焊接性能。本专利技术Als的重量百分比含量控制在0.01 0.06。 Al是钢中的主要脱氧元素，Al含量过 高则导致Al的氧化物夹杂增加，降低钢的纯净度，不利于钢的韧性及耐候性能。此外，Al 的氮化物熔点较高，在生产中，A1N可以用来阻止晶粒长大。本专利技术的P的重量百分比含量《0.020、 S的重量百分比含量《0.010。较高的磷含量可以 大幅度提高钢的耐候性，但是磷在钢中具有容易造成偏析、恶化焊接性能、显著降低钢的低 温冲击韧性、提高脆性转变温度，所以，考虑到本专利技术钢强度较高，控制P《0.020。 S易与 Mn结合生成MnS夹杂，S还影响钢的低温冲击韧性。因此，本专利技术应采用洁净钢生产工本文档来自技高网...
【技术保护点】
屈服强度９６０ＭＰａ级焊接结构钢，其化学组分及重量百分比为： Ｃ：０．１４～０．１９、Ｓｉ：０．１５～０．４０、Ｍｎ：１．４０～＜１．７、Ｍｏ：０．４１～０．６０、Ｂ：０．０００５～０．００２、Ｃｒ：０～０．５０、Ｎｉ：０～０．４０、Ｎｂ：０～０．０３、Ｔｉ：０．０１０～０．０５０、Ａｌｓ：０．０１～０．０６、Ｐ：≤０．０２０、Ｓ：≤０．０１０，其余为Ｆｅ及不可避免杂质；同时满足：碳当量ＣＥＶ（％）＝Ｃ＋Ｍｎ／６＋（Ｍｏ＋Ｃｒ＋Ｖ）／５＋（Ｎｉ＋Ｃｕ）／１５＜０．６５或 Ｐｃｍ（％）＝Ｃ＋Ｓｉ／３０＋Ｍｎ／２０＋Ｃｕ／２０＋Ｎｉ／６０＋Ｃｒ／２０＋Ｍｏ／１５＋Ｖ／１０＋５Ｂ）＜０．３５。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郑华，刘昌明，郑琳，胡敏，陈吉清，宋育来，卜勇，刘志勇，段东明，
申请(专利权)人：武汉钢铁集团公司，
类型：发明
国别省市：83[]
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