一种屈服强度960MPa级低裂纹敏感性钢板及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种屈服强度960MPa级低裂纹敏感性钢板，化学成分C：0.06～0.10％，Si：≤0.20％，Mn：0.70～1.00％，Al：0.015～0.035％，Ti：0.015～0.025％，Cr：1.15～1.35％，B：0.001～0.005％，Ca：0.0010～0.0050％，P：≤0.015％，S：≤0.003％，O：≤0.0015％，N：≤0.0030％，H：≤0.00015％，余量为Fe及不可避免的杂质元素，且满足碳当量CEV≤0.54％。其生产工艺步骤是：电炉或转炉炼钢

【技术实现步骤摘要】
一种屈服强度960MPa级低裂纹敏感性钢板及其制造方法


[0001]本专利技术属于钢铁冶金
，尤其涉及一种屈服强度960MPa级低裂纹敏感性钢板及其制造方法。

技术介绍

[0002]屈服强度960MPa级高强度钢板主要应用于工程起重机吊臂、履带式起重机拉板、混凝土泵车等工程机械关键受力部位，对钢板强度、断裂韧性、表面质量、平直度、焊接性能等方面要求较高。
[0003]目前国内外屈服强度960MPa以上级高强钢板的生产工艺主要有两种。第一种是离线调质工艺，即钢板在热轧后进行离线淬火和回火。比如，中国专利CN112126848A提供了一种高韧性调质型Q960钢板及其生产方法。钢板C含量0.16～0.18％，Mn含量1.30～1.40％，Mo含量0.40～0.45％；钢板淬火温度860℃，回火540℃；钢板横纵向冲击优良。中国专利CN101397640A采用50KG真空感应炉冶炼生产了960MPa级焊接结构钢，轧制厚度为10mm。该专利技术C含量0.14～0.19％，Mn含量1.4～1.70％，Mo0.41～0.60％，Ni0～0.40％，碳当量CEV≤0.65％。钢板离线淬火温度880～920℃，回火温度550～600℃。中国专利CN102286687A介绍了一种炉卷轧机生产调质型高强板Q960的制造方法，钢板碳当量CEV≤0.60％。
[0004]离线淬火工艺生产屈服强度960MPa级高强钢板通常采用中碳设计，即碳含量一般处于0.10～0.20％之间，同时需要添加一定量的Cr、Mo、V、Ni合金元素来增加钢板淬透性和强度，钢板碳当量较高，不利于钢板焊接性能的提高。另外，离线调质工艺流程长、生产效率低、能耗高，导致了钢板成本的进一步提高。
[0005]近年来，随着轧机超快冷工艺的发展，采用控制轧制和在线淬火工艺生产高强钢板得到了冶金企业的重视。中国专利CN102618793B提供了一种在线淬火+在线回火的屈服强度960MPa级钢板及其制造方法。该专利技术采用低碳高Mn设计(碳含量0.07～0.11％，Mn含量1.60～2.20％，Mn含量的增加可以弥补C含量降低带来强度的下降，但Mn元素为易偏析元素，含量过高很容易造成中心偏析，影响钢板的使用安全。另外，该专利技术采用在线回火工艺，生产厂家需要额外购买感应加热设备，投入大，国内大部分厂家不具备生产条件。
[0006]中国专利CN103233183B介绍了一种在线淬火+离线回火的960MPa级高强钢板及其制造方法。钢板C含量0.06～0.11％，Mn含量1.20～1.60％，为了进一步提高钢板强韧性，该专利技术还添加了0.10～0.30％的Mo和Ni等贵重金属，同时钢板Nb/V/Ti含量较高。钢板在在线淬火前采用两阶段控制轧制方式，精轧开轧采用880～980℃，终轧温度控制750～850℃。专利技术通过较低轧制温度获得薄饼状的原始奥氏体晶粒，淬火后获得高位错密度的板条状马氏体或下贝氏体。该种控制轧制方法终轧温度较低，当轧制钢板较长、厚度较薄时，很容易造成钢板尾部因入水温度过低而导致尾部钢板淬火强度低。另外，由于低温控轧导致原始奥氏体晶粒延轧制方向拉长，会造成钢板横纵向性能的不均匀性，加大钢板淬火后的内应力，不利于钢板断裂韧性的提高。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种屈服强度960MPa级超高强钢板及其制造方法，采用低碳低Mn低碳当量的合金设计，解决钢板淬火、切割及焊接过程中的开裂问题；通过在线淬火工艺，解决传统调质工艺流程长、能耗高、合金加入量大的问题；通过优化轧制工艺，解决传统控轧+在线淬火工艺钢板头尾及横纵向性能不均匀的问题。
[0008]本专利技术解决上述问题所采用的技术方案为：一种屈服强度960MPa级低裂纹敏感性钢板，所述钢板的化学成分按质量百分比计为C：0.06～0.10％，Si：≤0.20％，Mn：0.70～1.00％，Al：0.015～0.035％，Ti：0.015～0.025％，Cr：1.15～1.35％，B：0.001～0.005％，Ca：0.0010～0.0050％，P：≤0.015％，S：≤0.003％，O：≤0.0015％，N：≤0.0030％，H：≤0.00015％，余量为Fe及不可避免的杂质元素，且满足碳当量CEV≤0.54％。
[0009]本专利技术所述屈服强度960MPa级低裂纹敏感性钢板的厚度为≤20mm。
[0010]本专利技术中钢成分的限定理由阐述如下：
[0011]C：碳作为固溶元素可以显著提高钢板的强度，但钢板的韧性、塑性、冷成型性及焊接性能带来不利影响。基于钢板强韧性匹配和焊接性需要，本专利技术采用低碳设计，碳含量控制为0.06～0.10％。
[0012]Si：在所述钢中起固溶强化作用。但Si含量过高会恶化马氏体高强钢的韧性，增加焊接裂纹敏感性，同时导致钢板表面质量下降。960MPa级超高强钢对钢板表面质量要求很高，本专利技术中严格控制Si含量≤0.20％。
[0013]Mn：在所述钢中提高淬透性，促进马氏体转变，提高强度。但Mn是主要偏析元素，含量过高会引起连铸坯中心偏析形成MnS，对钢板断裂韧性、抗层状撕裂性能，和焊接性能造成不利影响。本专利技术采用低Mn设计，锰含量控制为0.70～1.00％。。
[0014]Cr：提高钢的淬透性，能够抑制多边形铁素体和珠光体的形成，促进低温组织贝氏体或马氏体的转变，提高钢的强度和耐腐蚀性能。但Cr含量过高将影响钢的韧性，降低钢板的焊接性能。本专利技术中铬含量控制在1.15～1.35％。
[0015]Al：强脱氧元素，同时与N有较强的亲和力，可以消除N元素造成的时效敏感性。N化物的析出起到细化奥氏体晶粒的效果，保护了B元素的淬透性作用。含量过高，容易产生Al2O3等夹杂，降低钢板塑韧性。本专利技术中Al含量控制为0.015～0.035％。
[0016]B：本专利技术加入0.001～0.005％的微量B，其主要目的是提高钢板的淬透性，从而减少其他贵重金属的添加量，降低成本。超过0.005％的B很容易产生偏析，形成硼化物，严重恶化钢板韧性和降低淬透性。
[0017]Ca：Ca处理通常用来进行夹杂物变性处理，改变MnS等长条状夹杂物为CaS等球形夹杂物，降低钢板各向异性，提高钢板综合性能。本专利技术控制Ca含量0.0010～0.0050％。
[0018]P、S：有害元素，对材料塑性和韧性有不利影响。本专利技术追求超纯净钢，严格控制P含量≤0.015％；S含量≤0.003％。
[0019]O、N、H：有害气体元素，含量高，夹杂物多，易产生白点，大大降低钢板塑性、韧性，产生切割延迟裂纹。本专利技术严格控制O含量不高于0.0015％；N含量不高于0.0035％；H含量≤0.00015％。
[0020]CEV：本专利技术采取碳当量公式CEV＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15；碳当量对钢
的强度、切割裂纹和焊接性有较大的影响。CEV高强度高，但焊接性降低，易产生裂纹；本专利技术为控制C本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种屈服强度960MPa级低裂纹敏感性钢板，其特征在于：所述钢板的化学成分按质量百分比计为C：0.06～0.10％，Si：≤0.20％，Mn：0.70～1.00％，Al：0.015～0.035％，Ti：0.015～0.025％，Cr：1.15～1.35％，B：0.001～0.005％，Ca：0.0010～0.0050％，P：≤0.015％，S：≤0.003％，O：≤0.0015％，N：≤0.0030％，H：≤0.00015％，余量为Fe及不可避免的杂质元素。2.根据权利要求1所述的一种屈服强度960MPa级低裂纹敏感性钢板，其特征值在于：所述钢板的碳当量公式CEV＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15，CEV≤0.54。3.根据权利要求1所述的一种屈服强度960MPa级低裂纹敏感性钢板，其特征值在于：所述钢板的厚度为≤20mm。4.根据权利要求1所述的一种屈服强度960MPa级低裂纹敏感性钢板，其特征值在于：所述钢板的组织为细小的回火索氏体组织，晶粒尺寸≤30um；钢板屈服强度≥960MPa,抗拉强度≥1000MPa，延伸率≥10％；
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40℃横纵向冲击韧性Akv≥30J。5.一种如权利要求1所述的屈服强度960MPa级低裂纹敏感性钢板的制造方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：(1)冶炼、连铸工艺：进行铁水预处理，采用电炉或转炉方式冶炼，然后送入LF精炼炉进行精炼，并经...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊，韩步强，武金明，沈斌，高俊，徐婷，
申请(专利权)人：江阴兴澄特种钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：