本发明专利技术涉及一种高韧性工程机械用钢及其采用TMCP生产的方法。其组分及重量百分比：C：0.04~0.07%，Si：0.25~0.45%，Mn：1.60~1.90%，Als：0.015~0.050%，P：≤0.015%，S：≤0.008%，Nb+Ti：0.06~0.09%，Mo+Cr：0.20~0.40%，其余为Fe和微量杂质元素；工艺：冶炼并连铸成坯；对铸坯进行加热；分段轧制；层流冷却；自然冷却至室温，待用。本发明专利技术与国内外同等强度级别钢种相比，具有更优良的低温冲击韧性，即韧脆转折温度低于-60℃且-60℃冲击功≥200J；采用TMCP生产，工艺简单，生产效率高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工程机械用钢及其生产方法，具体属于采用TMCP工艺生产的可用于-60°C低温下的工程机械用钢及其生产方法。
技术介绍
高强度工程机械用钢主要用于制造工程机械结构件，受服役条件和焊接工艺的限制，这类用途的钢板不仅需要材料具有足够的强度、塑性和焊接性能，而且还要求具备优良的低温冲击韧性，以适应极端恶劣环境下野外作业。高强度钢板的性能水平对于提高工程机械的能力和效率、延长使用寿命、减轻设备自重、降低能耗、提高整机的档次有着重要作用，对于工程机械行业尤为重要。随着工程机械向大型化和轻型化方向发展，对工程机械用钢板综合性能提出了更高要，市场需求量也在逐年增加。传统高强度钢板主要采用调质工艺生产，以获得强韧性优良的马氏体回火组织，不足之处在于能源消耗大、制造成本高、生产周期长，且在淬火工程中易出现裂纹和表面缺陷，降低了成材率。近年来，各国相继开发出一系列不需要调质热处理的机械结构用高强钢，主控组织为铁素体/珠光体或铁素体/贝氏体，但其存在的不足为要么强度和韧性不能满足工程机械用钢需求，要么由于增加贵重合金导致生产成本高，要么工艺复杂、对设备要求高，不利于组织生产。对于屈服强度为550MPa级高强钢，国家标准GB/T 1591-2008提供了化学成分以及力学和工艺性能要求，但在实际应用中，往往因为使用条件和应用领域的不同，难以满足用户需求，需要在国标基础上调整各元素的含量，有针对性提高特殊性能并控制成本，同时简化生产工艺以提高生产效率。CN102162065提供了一种屈服强度550MPa低碳贝氏体工程机械用钢及其制备方法，其化学成分c 0. 05 O. 10%, Si 0. 20 0· 50%, Mn 1. 50 1· 80%, P ^ O. 018%,S ^ O. 010%, Nb ^ O. 10%, Mo ^ O. 10%, Ti 0. 01(Γ0· 040%, B :0· 001(Γ0· 0030%, Cr O. 2(Γθ. 50%，Al :0. 015 O. 050%，其余为Fe和微量杂质元素。TMCP工艺控制为钢坯出炉温度控制在118(Tl250°C，粗轧开轧温度110(Tl20(rC，终轧温度彡1020°C，粗轧后待温空冷，精轧开轧温度88(T98(TC，中间坯厚度为成品厚度的:Γ4倍，精轧终轧温度80(T880°C，开冷温度控制在77(T830°C，终冷温度为49(T570°C，冷却速度为9 15°C /s。其不足之处在于贵重合金添加量较多且范围控制严格，不利于生产操作；控轧工艺参数控制空泛，没有给出压下率等关键参数，未能达到TMCP工艺技术利用效果，导致综合性能不够理想，尤其是低温冲击韧性只能满足_20°C的要求。CN102051522提供了贝氏体组织高强韧性结构钢Q550D (E)钢板及其生产方法，其化学成分为c 0. 05 O. 15%, Si 0. 10 0· 40%, Mn 1. 40 1· 65%, P ^ O. 010%, S (O. 005%, (Nb+Ti+V+Mo+B):彡 O. 30%, Als :彡 O. 050%，其余为 Fe 和微量杂质元素。采用TMCP工艺加堆垛缓冷工艺生产。具体工艺为轧制温度102(Tll2(TC，一阶段终轧温度在95(Γ1000 ，二阶段开轧温度在88(T920°C，二阶段采取下压下轧制，以确保原始板形，终轧温度80(T860°C，返红温度56(T600°C，冷却速度10 15°C /s,入缓冷坑温度> 300°C，堆冷时间> 24小时。其不足之处在于合金元素添加种类较多；控轧工艺二阶段必须采用小压下量轧制以保证板形，不能充分发挥控制轧制技术提高性能的优势；为提高性能，采用了较大的冷却速度，易产生相变应力和热应力，必须采取缓冷措施，不利于组织生产；性能方面虽然提到可以达到_60°C水平，但是从实例可以看出，_40°C冲击功最低只有75J。CN1786247提供了一种高强韧性贝氏体厚钢板及其生产方法，其成分重量百分比为C 0. 04 O. 08%, Si 0. 10 0· 50%, Mn 1. 40 1· 85%, Nb 0. 015 O. 060%, Ti O. 005 O. 030%, Ni 0. 05 O. 60%, Cu 0. 10 0· 60%, Al 0. 015 O. 050%，其余为 Fe 和微量杂质元素。采用TMCP+RPC工艺。不足之处在于，为了提高韧性大量添加了贵重合金Ni元素；TMCP+RPC工艺延长了生产周期，不利于组织生产。
技术实现思路
本专利技术要解决目前在_60°C低温下低温冲击韧性差的不足，提供一种在屈服强度彡550MPa,抗拉强度彡720MPa,延伸率彡20%条件下，韧脆转折温度在_60°C以下，且_60°C冲击功> 200J，适用于在极端寒冷环境中工作，且生产成本低，工艺简单的一种高韧性工程机械用钢及其生产方法。实现上述目的的措施 一种高韧性工程机械用钢，其组分及重量百分比含量c 0. 04、. 07%, Si O. 25^0. 45%, Mn 1. 60 L 90%, Als 0. 015^0. 050%, P ^ 0. 015%, S ^ 0. 008%, Nb+Ti 0. 06 0. 09%, Mo+Cr :0. 20 0. 40%，其余为Fe和微量杂质元素。其特征在于Nb与Ti、Mo与Cr以任意比例添加。采用TMCP生产一种高韧性工程机械用钢的方法，其步骤 1)冶炼并连铸成坯，并控制A、B、C及D类夹杂物含量总重量百分比不超过I.5级，其余杂质重量百分比含量控制在:O≤O. 003%, N≤O. 004%, H≤O. 0002% ； 2)对铸坯进行加热，加热温度控制在118(Tl240°C； 3)进行分段轧制控制第一段开轧温度在105(T112(TC，累计压下率不低于55%;控制第二段开轧温度在86(T900°C，末三道累计压下率不低于35%，终轧温度在81(T850°C ； 4)进行层流冷却，终冷温度控制在48(T540°C，冷却速度控制在5 12°C/秒； 5)自然冷却至室温，待用。本专利技术中各元素、主要工艺的作用及机理 C、Mn是最有效的固溶强化元素，随着钢中的C、Mn含量的增加，其成品的屈服强度和抗拉强度也相应增大，特别是屈服强度上升较为明显。钢中加入Mn能防止在热加工时因硫引起钢的脆化。碳低于O. 04%钢的强度达不到目标要求；碳高于O. 07%会明显降低焊接性能且大幅降低延伸率和冲击韧性；锰高于I. 90%同样会明显降低焊接性能，且大幅降低延伸率和冲击韧性。因此C、Mn含量控制范围分别为0. 049Γ0. 07%、I. 60%"I. 90%。钢中S、P是有害杂质元素，钢中P、S含量越低越好。当钢中S含量较多时，热轧时容易产生热脆等问题；而钢中P含量较多时，钢容易发生冷脆，此外，磷还容易发生偏析。钢中Al的加入则会形成酸溶铝(Als)和酸不溶铝，而Als包括固溶铝和A1N，弥散的AlN粒子能阻止奥氏体晶粒的长大，细化晶粒，因此ALs最低含量控制在O. 015%。但对于铝镇静钢来说，随着Als的增加，钢的夹杂物数量增多，夹杂物尺寸也将变大本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李德发，王世森，董汉雄，熊玉彰，熊涛，陆在学，陈勇，易勋，洪君，余宏伟，
申请(专利权)人：武汉钢铁集团公司，
类型：发明
国别省市：
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