本发明专利技术提供一种低碳低焊接裂纹敏感性的高强度钢，以重量百分比计含有：Ｃ：０．０５－０．１０％；Ｍｎ：１．１０－１．８０％；Ｃｒ：≤０．３０％；Ｍｏ：０．１０－０．４０％；Ｔｉ≤０．０３％和／或Ｎｂ≤０．０３％；Ｖ：０．０１－０．０６％；Ｂ：０．００１－０．００３％；Ｓｉ：０．１０－０．３０％；Ａｌ：０．０２－０．０５％；Ｎ：≤０．００６％；Ｐ：≤０．０１５％；Ｓ：≤０．００６％；其余为Ｆｅ和不可避免的杂质。本发明专利技术还提供该钢板及其制造方法，包括热轧、淬火、回火工序。该钢板屈服强度达７００ＭＰａ乃至８００ＭＰａ以上，－４０℃冲击值达４７Ｊ以上，Ｐｃｍ≤０．２０，最大厚度规格６０ｍｍ。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钢铁材料，具体地说，本专利技术涉及一种低碳低焊接裂纹敏感性的高强 度钢。
技术介绍
目前，屈服强度700MPa以上的高强度钢已被广泛应用于工程机械、矿山机械、港 口码头机械等领域，但这类高强度调质钢一般都具有较高的碳含量和较高的裂纹敏感性。 通常，工程机械等结构都是焊接结构，较高的裂纹敏感性会使钢板焊接时易于产生冷裂纹， 钢板的可焊性变差。为了解决钢板焊接的问题，往往需要对钢板进行焊前预热，而且焊接裂 纹敏感指数 Pcm (Pcm = C+Si/30+Ni/60+ (Mn+Cr+Cu) /20+Mo/15+V/10+5B)越高，需要的预热 温度就越高。这将使得焊接结构生产的工况环境变差，不仅影响生产效率，浪费大量能源， 而且会使焊接结构的性能不稳定，影响到工程机械的使用安全。对于已有的涉及低焊接裂纹敏感性钢板的专利或现有产品，往往都是通过 TMCP (热机械控制工艺，即控制轧制+控制冷却)工艺生产的低碳贝氏体钢，其主要应用领 域为天然气、石油管线等领域。这类钢板通常强度级别较低，限于其工艺特点，也难以生产 屈服强度700MPa以上、厚度规格在40mm以上的高强度厚板。即便要实现这一要求，也往往 需要添加大量的合金，不但增加了钢板生产的合金成本，也会使钢板的Pcm增加，影响钢板 焊接性能。对已公开的的专利及生产技术总结如下。中国专利文献CN200510047196. 0和CN200510047195. 6均涉及一种高强度低焊 接裂纹敏感性钢厚板，都是采用了 TMCP+回火工艺生产的低碳贝氏体钢，其抗拉强度均仅 有610MPa。中国专利文献CN200610018010. 3公开了一种低碳贝氏体钢，其抗拉强度仅有 620MPa级，同样是用TMCP+回火工艺生产。中国专利文献CN02115877. 0公开了一种调质工 艺生产低焊接裂纹敏感性系列高强钢，但所涉及钢板的抗拉强度只有60-70公斤级，强度 级别较低；且其在成分设计上采用了 Ni-V-Cu-Mo-Zr-RE，成分复杂且成本较高。日本专利文献JP54130426A和JP57152422A所涉及的低焊接裂纹敏感性钢板， 也是抗拉强度60公斤级以下的低碳贝氏体钢。日本专利文献JP53052228也涉及一种具 有低焊接裂纹敏感性的高强高韧钢板，但其抗拉强度级别仅在70公斤级。日本专利文献 JP54066323所涉及的钢板屈服强度只有50公斤级，且加入了较多的Cu、Ni，并需要添加稀 土元素。以上专利文献所涉及的低焊接裂纹敏感性钢板，最高抗拉强度仅为700MPa左右，都没有达到屈服强度700MPa的强度级别。另外，除中国专利文献CN02115877. 0所涉及钢 采用调质工艺外，其他专利文献所涉及钢都采用TMCP或TMCP+回火工艺生产低碳贝氏体 钢。同时，在成分体系上，以上专利文献所涉及钢往往需要添加较昂贵的M元素，且常常还 要添加较多的Cr、Cu等元素。对于现有的700-800MPa级高强度调质厚板，如表1所列SSAB和迪林根的两个产 品WeldoX700E和Dillimax690T，都是采用传统的调质钢成分设计，碳含量较高，Pcm在0. 25以上，其厚钢板无法进行常温无预热焊接。 上述专利文献以及SSAB和 迪林根所涉及钢板的化学成分见表1，生产工艺及钢板 性能见表2。<table>table see original document page 5</column></row><table><table>table see original document page 6</column></row><table>在工程、矿山机械大型化、轻量化、高性能的发展形势下，对钢板的强度要求越来 越高。同时，钢板还要具有很好的低温韧性及良好的易焊接性能，因为大型机械结构件诸如 采煤机液压支架等都采用焊接工艺组配。为了便于生产并能得到安全可靠的质量，钢板的 焊接性能尤为关键。要实现无预热的常温焊接，必须要求钢板具有很低的焊接裂纹敏感性 能，其敏感指数要在0. 20以下。由以上比较可知，传统的700MPa以上的高强度调质钢板， 尤其是40mm以上的厚规格产品，Pcm值一般都在0.25以上。因此，工程机械领域迫切需要 一种焊接裂纹敏感性低(Pcm <0. 20)的700MPa及以上强度级别的调质厚板来改变这种状 况。为解决这一难题，本专利技术的目的在于提供一种综合性能优良的低焊接裂纹敏感性 的调质钢，主要是提供一种调质厚板及其制造方法。本专利技术的钢板的屈服强度达到700MPa 乃至SOOMPa以上，具有低碳低焊接裂纹敏感性(Pcm ^ 0. 20)，并具有很好的-40°C低温冲 击韧性(》47J)，钢板最大厚度规格60mm。
技术实现思路
本专利技术的第一个方面提供一种高强度调质钢，其特征在于，以重量百分比计含有 C 0. 05-0. 10 % ；Mn 1. 10-1. 80 % ;Cr ^ 0. 30 % ；Mo 0. 10-0. 40 % ；Ti 彡 0. 03 % 和 / 或 Nb ^ 0. 03 % ；V 0. 01-0. 06 % ；B 0. 001-0. 003 % ；Si 0. 10-0. 30 % ；Al 0. 02-0. 05 % ;N 彡0. 006% ；P ^ 0. 015% ；S ^ 0. 006% ；其余为Fe和不可避免的杂质。所述钢的焊接裂纹敏感指数Pcm < 0. 20。本专利技术选择上述成分配比的理由如下C:碳对钢的强度、韧性、焊接性影响都很大。碳是奥氏体转变成马氏体、贝氏体 等强化相的必需元素，对提高钢的强度有很大贡献，是钢中最廉价的合金强化元素。但若碳含量增加，会显著增加钢板裂纹敏感指数，使钢板焊接性能下降。因此，C含量的范围以 0. 05-0. 10%为宜。Mn:锰是钢中提高强度和韧性的主要元素之一，也是提高钢的淬透性的有效元素， 可部分代替Mo以降低钢的合金成本。但若锰含量过高，会导致钢的韧性和焊接性变差。因 此，Mn含量的范围以1. 10-1. 80%为宜。Cr 铬是钢中重要的强化元素之一，可使C曲线右移。铬和锰配合，能有效提高钢 的淬硬性，且其偏析倾向较锰为小，故可部分替代钼以增加钢板的淬透性。但在厚钢板中， 铬对提高钢板淬透性的能力要弱于锰，所以对于厚度较大的钢板，更适宜增加锰含量而降 低铬含量。若铬含量过高，会降低钢板韧性，增加焊接裂纹敏感性。因此，Cr含量的范围宜 彡 0. 30%。 Mo 钼能有效增加钢的淬透性和淬硬性，使钢淬火后得到均勻细小的马氏体、 板条贝氏体组织，可显著提高钢的强度和韧性。虽然在一定范围内增加钢中钼含量对钢 的性能是有利的，但由于钼是一种昂贵的合金元素，为降低钢的成本，钼含量的范围以 0. 10-0. 40%为宜。Ti和Nb 钛和铌都是强碳氮化合物形成元素，它们的细小析出相可细化组织，提 高钢的强度和韧性。通过这种细小析出相，可阻碍钢板淬火加热时奥氏体晶粒的长大，从而 得到更加细小的等轴淬火组织，使得到的马氏体_贝氏体组织更加细小，从而获得良好的 低温冲击韧性，-40°C的冲击功可本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种钢，其特征在于，以重量百分比计含有：Ｃ：０．０５－０．１０％；Ｍｎ：１．１０－１．８０％；Ｃｒ：≤０．３０％；Ｍｏ：０．１０－０．４０％；Ｔｉ≤０．０３％和／或Ｎｂ≤０．０３％；Ｖ：０．０１－０．０６％；Ｂ：０．００１－０．００３％；Ｓｉ：０．１０－０．３０％；Ａｌ：０．０２－０．０５％；Ｎ：≤０．００６％；Ｐ：≤０．０１５％；Ｓ：≤０．００６％；其余为Ｆｅ和不可避免的杂质。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：柏明卓，李自刚，施青，温东辉，宋凤明，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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