本发明专利技术提供了一种通过控制冷却速率并在奥氏体转变温度之上获得的高强度钢板，其具有针状铁素体和贝氏体作为主要微观结构且具有奥氏体／马氏体（Ｍ＆Ａ）作为第二相。该高强度钢板含有：碳（Ｃ）：０．０３－０．１０重量％，硅（Ｓｉ）：０．１－０．４重量％，锰（Ｍｎ）：１．８重量％或更低，镍（Ｎｉ）：１．０重量％或更低，钛（Ｔｉ）：０．００５－０．０３重量％，铌（Ｎｂ）：０．０２－０．１０重量％，铝（Ａｌ）：０．０１－０．０５重量％，钙（Ｃａ）：０．００６重量％或更低，氮（Ｎ）：０．００１－０．００６重量％，磷（Ｐ）：０．０２重量％或更低，硫（Ｓ）：０．００５重量％或更低，以及余量的铁（Ｆｅ）和其他不可避免的杂质。所述制造高强度钢板的方法可用于经济地且有效地制造高强度钢，该高强度钢能够具有出色的性能，如高强度和高韧性，因为针状铁素体和贝氏体可有效地形成而无需加入昂贵的元素，如钼（Ｍｏ）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种能够用于管道、建筑结构、离岸建筑物等的钢板，以及其制造方 法，更具体地说，本专利技术涉及由于具有出色的低温韧性而能够在恶劣环境下稳定使用的高 强度钢板，以及其制造方法。
技术介绍
为提高管道的运行效率，需要以增加的每小时量运输石油或气体。为此，不可避 免地需要确保钢具有高强度。另外，还需要确保钢具有低温韧性，因为石油和气体采掘 (diggings)会逐渐扩展至低温区域。由于对大型结构如建筑结构和离岸建筑物的需要日益增加，并且操作条件(操作 温度、连接结构等)的恶劣情况越来越严重，因此对具有高强度和高韧性的钢的需求也已 逐渐增加。为促进钢强度的改进，现有技术中已提出同时提高钢板的硬度和强度的技术，包 括添加提高淬透性的元素，从而在冷却步骤中形成一个低温转变相。但是，所提出的该技 术的问题在于当钢板内部形成低温转变微观结构如马氏体时，钢板的韧性可能会由于其 内部残余应力的作用而严重劣化。也即，由于钢板具有两种不相容的物理特性，即强度和韧 性，本领域已经公认钢的韧性随强度而降低。自此，人们不断地尝试提供一种具有高韧性的高强度钢。由于这些努力，热机械控 制法(TMCP)得以问世，并被用于具有高韧性的高强度钢中。TMCP是通过控制轧制压下率(reduction ratio by rolling)和轧制温度来制造 具有期望的物理特性的钢板的方法的总称。此处，TMCP的条件可由期望的物理特性决定。 由此，TMCP通常被分为两个步骤在高温和严格条件下进行的受控轧制过程和在合适冷却 速率下的加速冷却过程。使用TMCP获得的钢板在钢板内部可含有细晶粒，或者根据TMCP的条件而具有期 望的微观结构。因此，从理论上讲，容易地控制钢板的物理特性以获得期望的特性是可能 的。为通过TMCP的加速冷却过程制造具有期望强度的钢板，需要在钢板中形成硬质 微观结构，如现有技术中所述。因此，仍需要添加提高淬透性的合金元素，从而形成硬质微 观结构形式的低温转变微观结构。这种提高淬透性的元素的问题在于由于其非常昂贵，因此会使制造成本增加。因 此，在高强度钢的领域人们热切地尝试增加钢的强度。另外，人们不断地尝试确保钢的低温 韧性。通常，TMCP的轧制过程根据精轧温度和起始冷却温度被广泛地分为两种方法。首 先，一种是单相区轧制法，其中精轧温度和冷却在高于Ar3温度下进行，所述Ar3温度下奥氏 体转变成铁素体微观结构；另一种方法是双相区轧制法，其中精轧温度和冷却在低于Arj^ 度下进行。单相区轧制法的优点在于，在轧钢机设备上的负载低，这是因为单相区轧制法的 轧制温度高于双相区轧制法的轧制温度，并且，因为单相区轧制法的轧制时间比双相区轧 制法的轧制时间短，可降低制造成本。但是，单相区轧制法有很多问题，即需要添加具有出 色淬透性的昂贵的合金元素来提高钢的强度，这是因为在冷却期间可能会形成转变微观结 构，但添加合金元素会对制造成本带来沉重负担，并且在所制备的钢板的内部会在冷却过 程中出现不均勻的转变，这引起钢板的平整度较差。相反，由于在轧制过程期间奥氏体会向铁素体转变，因而加入的淬透性元素的量 微乎其微，因此双相区轧制法不会具有由于加入合金元素所造成的与成本增加相关的问 题，但是，由于轧制温度低，轧钢机设备上的负载高，并且制造成本可能会由于制造时间长 而增加。通过对常规TMCP的实际应用，现有技术中已提出多种制造结构钢的方法。例如， 一种制造具有贝氏体或马氏体微观结构作为低温转变相的钢的技术，包括在刚好高于Ar3 温度的温度下轧制钢，以及对轧制的钢加速冷却至接近150至500°C。但是，这种技术的问题在于，由于轧制钢中的多边形铁素体可能会根据初始冷却 速率形成，因此不容易根据合金组分实现合适的冷却速率。另外，由于钢在至多刚好高于 Ar3温度的温度下轧制，因此会向轧钢机设备施加负载，同时会延长轧制时间，这会引起高 的制造成本。作为另一种替换方法，有一种确保钢具有足够的低温韧性同时采用常规TMCP的 技术，例如还包括在低于Ac1R变温度(该温度下铁素体转变成奥氏体)下对钢板进行回 火。但是，这种技术还应包括为使钢板在冷却之后回火而进行的加热操作。因此，该技 术依然有钢生产中的能量增加的问题，并且由于额外的回火步骤导致制造成本较高。因此，对一种能够解决上述问题的用于制造钢板的开创性的稳定方法一直具有需 求。
技术实现思路
技术问题本专利技术设计用于解决现有技术中的问题，因此，本专利技术的一个目的是提供一种具 有出色特性如强度和低温韧性的钢板，其能够通过缩短轧制时间和无需添加昂贵合金元素 来减少制造成本。另外，本专利技术的另一个目的在于提供一种制造本专利技术的一个示例性实施方案中的 钢板的方法。技术方案本专利技术的一个方面提供一种具有出色低温韧性的高强度钢板。本专利技术中，高强度 高韧性的钢板含有碳(C) 0. 03-0. 10重量％，硅(Si) 0. 1-0. 4重量％，锰(Mn) :1.8重 量％或更低，镍(Ni) 1.0 重量％或更低，钛(Ti) :0. 005-0. 03 重量％，铌(Nb) 0. 02-0. 10 重量％，铝(Al) :0. 01-0. 05 重量％，钙(Ca) :0. 006 重量％或更低，氮(N) :0· 001-0· 006 重 量％，磷⑵0. 02重量％或更低，硫⑶0. 005重量％或更低，以及余量的铁(Fe)和其他 不可避免的杂质。这样钢板的微观结构可具有针状铁素体和贝氏体作为主要的微观结构，且具有奥 氏体/马氏体(M&A)作为第二相，针状铁素体的晶粒尺寸范围为ΙΟμπι(微米)或更小(不 包括0(μπι))，且贝氏体的板条束尺寸(packet size)范围为5 μ m(微米)或更小(不包括 0 ( μ m)) ο另外，奥氏体/马氏体组元(M&A)可具有10%或更小(不包括0% )的面积分数。 本专利技术中，高强度钢板的屈服强度可在500-650MPa的范围内，并且-40°C下的夏氏冲击吸 lBt倉泛(Charpy impact-absorbed energy) SJ为 300J本专利技术的一个方面提供一种制造高强度高韧性的钢板的方法。本专利技术中，该方 法包括在1050至1180°C下加热钢坯，其中所述钢坯含有碳(C) 0. 03-0. 10重量％，硅 (Si) 0. 1-0. 4重量％，锰(Mn) 1.8重量％或更低，镍(Ni) 1.0重量％或更低，钛(Ti) 0. 005-0. 03 重量％，铌(Nb) :0·02-0· 10 重量％，铝(Al) :0. 01-0. 05 重量％，钙(Ca) 0. 006 重量％或更低，氮(N) :0. 001-0. 006重量％，磷(P) :0. 02重量％或更低，硫(S) :0· 005重 量％或更低，以及余量的铁(Fe)和其他不可避免的杂质；在奥氏体重结晶的第一温度范 围内将所述加热的钢坯第一热轧一次或多次(第一轧制步骤)；在奥氏体不发生重结晶且 高于Ar3的稍低于第一温度范围的第二温度范围内，将经第一热轧的钢板第二热轧一次或 多次，以制备精轧的钢板(第二轧制步骤)；将精轧的钢板冷却至300-600°C (加速冷却操 作)；以及空气冷却或将冷却的热轧钢板保持在室温下。这里，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高强度钢板，含有：碳（Ｃ）：０．０３－０．１０重量％，硅（Ｓｉ）：０．１－０．４重量％，锰（Ｍｎ）：１．８重量％或更低，镍（Ｎｉ）：１．０重量％或更低，钛（Ｔｉ）：０．００５－０．０３重量％，铌（Ｎｂ）：０．０２－０．１０重量％，铝（Ａｌ）：０．０１－０．０５重量％，钙（Ｃａ）：０．００６重量％或更低，氮（Ｎ）：０．００１－０．００６重量％，磷（Ｐ）：０．０２重量％或更低，硫（Ｓ）：０．００５重量％或更低，以及余量的铁（Ｆｅ）和其他不可避免的杂质。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】KR 2007-12-4 10-2007-0124672;KR 2008-5-15 10-2008-一种高强度钢板，含有碳(C)0.03-0.10重量％，硅(Si)0.1-0.4重量％，锰(Mn)1.8重量％或更低，镍(Ni)1.0重量％或更低，钛(Ti)0.005-0.03重量％，铌(Nb)0.02-0.10重量％，铝(Al)0.01-0.05重量％，钙(Ca)0.006重量％或更低，氮(N)0.001-0.006重量％，磷(P)0.02重量％或更低，硫(S)0.005重量％或更低，以及余量的铁(Fe)和其他不可避免的杂质。2.权利要求1的高强度钢板，其中钢板的微观结构包括针状铁素体和贝氏体作为主要 的微观结构，和奥氏体/马氏体(M&A)作为第二相。3.权利要求2的高强度钢板，其中所述针状铁素体具有ΙΟμπι(微米)或更小(不包括 0)的晶粒尺寸，所述贝氏体具有5μπι(微米)或更小(不包括0)的板条束尺寸。4.权利要求2的高强度钢板，其中所述奥氏体/马氏体组元(Μ&Α)具有10%或更小 (不包括0%)的面积分数。5.权利要求1至4之一的高强度钢板，其中所述高强度钢板的屈服强度在500-650MPa 的范围内，并且-40°C的夏氏冲击吸收能为30...
【专利技术属性】
技术研发人员：安晟秀，俞张镕，金基浩，朴忠载，李泰雨，
申请(专利权)人：POSCO公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]
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