一种460MPa级经济性低屈强比低裂纹敏感性结构钢及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种460MPa级经济性低屈强比低裂纹敏感性结构钢及其制造方法，钢板的化学成分wt.％为C 0.03

【技术实现步骤摘要】
一种460MPa级经济性低屈强比低裂纹敏感性结构钢及其制造方法


[0001]本专利技术属于铁基冶金
，涉及一种460MPa级低屈强比低裂纹敏感性结构钢及其制造方法。

技术介绍

[0002]随着基础设施建设的不断发展，以港珠澳大桥、杭州湾大桥为代表的超大型钢结构工程建设越来越多，对高强度结构钢的性能提出了更为严格的要求；主要体现在保证高强度的基础上、同时具有低屈强比和易焊接性的特性。因此，近年来，屈服强度420MPa以上具有低屈强比和低裂纹敏感性的结构钢板成为研发热点。屈强比是指材料屈服强度和抗拉强度的比值，在屈服强度等级一致的前提下抗拉强度越高，屈强比越低。
[0003]目前已经研发的低屈强比的方法设计中，多数采用加入Ni、Mo等贵重合金元素的成分设计方法，通过控轧控冷获得双相组织低屈强比结构钢板，缺点是生产成本高、经济性差。
[0004]如专利公告号CN109550806A提供了一种460MPa级低屈强比结构钢板的生产方法，元素成分为C 0.05
‑
0.10％、Si 0.10
‑
0.50％、Mn 1.20
‑
2.00％、Nb 0.02
‑
0.045％、Ti0.005
‑
0.025％、Cr 0.40
‑
1.00％、Ni 0.05
‑
0.20％、Cu 0.10
‑
0.5％、Mo 0.08
‑
0.25％、Als0.010
‑
>0.050％，余量为Fe及不可避免的杂质。所述结构钢板的屈强比≤0.85，该方法利用在线控轧控冷工艺得到贝氏体+铁素体的双相组织。专利公告号CN111979481A提供了一种薄规格低屈强比高强度结构钢及其生产方法，该钢板采用增加Mn、Cr元素，降低Nb、Ti元素的成分设计，化学成分按质量百分比为：C：0.06
‑
0.08％、Si：0.15
‑
0.25％、P≤0.015％、S≤0.008％、Ni：0.2
‑
0.4％、Mo：0.1
‑
0.2％、Al：0.01
‑
0.045％、Mn+Cr：1.90
‑
2.20％、Nb+Ti：0.035
‑
0.05％，其余为Fe和其他不可避免的杂质，采用高温精轧以及轧后变速冷却的轧制冷却工艺，获得铁素体+贝氏体双相组织，屈服强度为520
‑
570MPa，抗拉强度为670
‑
760MPa，屈服比为0.69
‑
0.79，生产厚度8
‑
16mm。专利公告号CN112501496A提供了一种双相低屈强比钢板，元素成分为C：0.037
‑
0.056％、Si：0.15
‑
0.20％、Mn：1.28
‑
1.58％、P≤0.015％、S≤0.008％、Nb：0.022
‑
0.042％、Ti：0
‑
0.015％、Al：0.01
‑
0.045％，没有额外添加贵重合金元素，获得准多边形铁素体+贝氏体双相组织，最终得到厚度≤24mm，屈服强度380
‑
460MPa，抗拉强度550
‑
660MPa，延伸率A≥23％，纵向冲击功
‑
40℃KV2≥200J。虽然没有加入贵重合金元素，但钢材金相组织的调控思路仍采用调控为双相组织的方法进行生产，制造过程仍采用控轧控冷的方式。专利公告号CN112048675A提供了一种低温环境下使用的低屈强比粒状贝氏体高强钢板及其制造方法，化学成分(wt.％)为C 0.05
‑
0.11，Si 0.20
‑
0.50，Mn 1.00
‑
1.40，Al 0.02
‑
0.04，Nb 0.01
‑
0.03，Ti 0.01
‑
0.03，Ni 0.80
‑
1.30，Mo 0.30
‑
0.60，Cr 0.30
‑
0.60，B 0.0008
‑
0.0020，S≤0.003，P≤0.015，采用轧制及热处理的方法，得到粒状贝氏体组织的高强钢，屈服强度≥500MPa，屈强比≤0.70。该方法仍旧采用了在组织中添加Ni、Mo等贵重合金元素，同时制造方法上采用调质热处理工艺生产。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是要提出一种屈服强度460MPa级经济性低屈强比低裂纹敏感性结构钢板及其制造方法。在元素成分设计方面无需添加Ni、Mo等贵重合金元素，在生产方法中不进行获得铁素体+贝氏体双相组织的调控。
[0006]本专利技术所采用的技术方案为：一种460MPa级经济性低屈强比低裂纹敏感性结构钢，化学成分wt.％为C 0.03
‑
0.05，Si 0.20
‑
0.30，Mn 1.20
‑
1.50，Al 0.02
‑
0.04，Nb0.035
‑
0.045，Ti 0.01
‑
0.02，Cr0.15
‑
0.25，Pcm≤0.15，余量为Fe及不可避免的杂质。本专利技术中所含有所有关键组分的作用及其含量选择理由具体说明如下：
[0007]C：钢中影响组织调控和可焊性的最关键元素，含量高时固溶强化效果好，对强度贡献大，但是对焊接性和低温韧性有损害；含量低时固溶强化效果弱，强度低，如加入其它贵重合金元素，则经济性下降。本专利中，考虑焊接性和对超快冷下相变的影响，同时结合所需的组织调控需要，采取超低碳设计，C含量选择范围为0.03
‑
0.05％。
[0008]Si：主要脱氧元素，能够形成置换固溶体，有利于屈强比调控；但Si含量过高易形成铁橄榄石，影响钢板表面质量，本专利技术Si含量选择范围为0.20
‑
0.30％。
[0009]Mn：钢中主要固溶强化元素，以固溶强化形式提高钢的强度和韧性，有利于屈强比的控制；但是，Mn同时也是提高淬透性元素，过高则会得到马氏体，结合本专利技术所采取的工艺，本专利技术采取了中低Mn的设计，合理选择范围为1.20
‑
1.50％。
[0010]Al：主要脱氧元素，并能够形成AlN起到细化晶粒的作用。本专利技术Al含量的选择范围为0.02
‑
0.04％。
[0011]Nb、Ti：钢中最重要的细晶元素，Nb可以显著提高钢的奥氏体再结晶温度，扩大未再结晶区范围，从而细化原奥氏体晶粒度；在未再结晶区轧制的时形成细小的Nb(C，N)、TiN析出相，细化铁素体晶粒；综合考虑，本专利技术Nb含量的选择范围为0.035
‑
0.045％、Ti含量的选择范围为0.01...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种460MPa级经济性低屈强比低裂纹敏感性结构钢，其特征在于：所述钢板的化学成分wt.％为C 0.03
‑
0.05，Si 0.20
‑
0.30，Mn 1.20
‑
1.50，Al 0.02
‑
0.04，Nb0.035
‑
0.045，Ti 0.01
‑
0.02，Cr0.15
‑
0.25，Pcm≤0.15，余量为Fe及不可避免的杂质；具有单相多边形铁素体+细小MA组织。2.根据权利要求1所述的460MPa级经济性低屈强比低裂纹敏感性结构钢，其特征在于：生产厚度10
‑
20mm，屈服强度≥460MPa，
‑
40℃冲击功≥300J，断后伸长率A50≥0.40，屈强比≤0.80。3.一种制造权利要求1所述460MPa级经济性低屈强比低裂纹敏感性结构钢的方法，其特征在于：包括如下步骤
①
钢水冶炼和浇铸：冶炼符合化学成分的钢水，将钢水浇铸成铸坯；
②
铸坯加热：铸坯入炉加热，元素充分固溶、组织完全奥氏体化；
③
高温轧制：开轧温度在1030
‑
1120℃，终轧温度880
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：孙宪进，白云，赵乾，苗丕峰，诸建阳，许峰，张建，
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：