[发明专利]具有优良焊接性的低屈强比HT780钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料领域，尤其涉及低屈强比钢板及其制造方法，特别是具有优良焊接性的低屈强比HT780钢板及其制造方法。本发明具体涉及到在一种低C-中Mn-高Als-低N-(Cu+Ni+Mo+Cr)合金化-(Nb+Ti+V+B)微合金化的成分体系中通过TMCP+N’(α+γ两相区正火)+T工艺获得屈服强度≥650MPa、抗拉强度≥780MPa、-40℃的Charpy冲击功(单个值)≥100J、优良焊接性、屈强比≤0.80的细小铁素体+回火马氏体(包括部分下贝氏体)+极少量回火高碳马氏体显微组织的钢板。

背景技术

众所周知，低碳(高强度)低合金钢是最重要工程结构材料之一，广泛应用于石油天然气管线、海洋平台、造船、桥梁结构、压力容器、建筑结构、汽车工业、铁路运输及机械制造之中。低碳(高强度)低合金钢性能取决于其化学成分、制造过程的工艺制度，其中强度、韧性和焊接性是低碳(高强度)低合金钢最重要的性能，它最终决定于成品钢材的显微组织状态。随着科技不断地向前发展，人们对钢的强韧性、焊接性提出更高的要求，即在维持较低的制造成本的同时大幅度地提高钢板的综合机械性能和使用性能，以减少钢材的用量节约成本，减轻钢结构的自身重量、稳定性和安全性，更为重要的是为进一步提高钢结构安全稳定性和抗地震破坏性，要求低屈强比，即屈强比控制在0.80以下。目前世界范围内掀起了发展新一代高性能钢铁材料的研究高潮，通过合金组合设计优化和革新TMCP工艺技术获得更好的组织匹配，从而得到更高的强韧性匹配、更低的屈强比、更优良的焊接性。

传统的屈服强度大于800MPa的厚钢板主要通过淬火加回火(DQ+T或Q+T)，即所谓调质工艺来生产；这种工艺生产出钢板的强度、低温韧性及延伸率等技术指标均比较容易地满足用户的要求，但是钢板屈强比较高，一般均达到0.90以上【159-160回西山纪念技术讲座】。而高屈强比对钢结构抗震性、抗疲劳载荷破坏性、抗应力集中敏感性及结构稳定性影响较大，在高层建筑结构、大型桥梁结构、海洋平台结构等大型钢结构上使用时，存在安全较大的隐患；因此，大型钢结构采用高强钢时，一般希望屈强比控制在0.85以下，最好0.80以下【新しい建筑构造用钢材，平成10年出版，日本社团法人钢材俱乐部编撰】。现有大量专利文献只是说明如何实现母材钢板的低温韧性，就改善钢板焊接性能，获得优良焊接热影响区HAZ低温韧性说明较少，更没有涉及如何在提高钢板抗拉强度的同时，降低钢板的屈服强度，即降低钢板的屈强比(参见特开昭63-93845、特开昭63-79921、特开昭60-258410、特开平4-285119、特开平4-308035、特开平3-264614、特开平2-250917、特开平4-143246、美国专利4855106、美国专利5183198、美国专利4137104)。目前降低60公斤级及以上调质钢板的屈强比均采用二次淬火+回火工艺，即RQ+Q’+T【CAMP-ISIJ，1(1988)，P813；铁と钢，73(1987)，S345；CAMP-ISIJ，4(1991)，P1948；住友金属，40(1988)，P279；CAMP-ISIJ，1(1988)，P527，日本建筑学会大会学术讲演梗概集(关东)9(1993)，P1149；R&D神户制钢技报，(43-3)1992，P6；钢构技术，9(1994)，P29】和DQ+Q’+T【CAMP-ISIJ，1(1988)，P814；铁と钢，73(1987)，S1312；CAMP-ISIJ，1(1988)，P817；CAMP-ISIJ，(1988)，P1779】，其中DQ——直接淬火，RQ——再加热淬火，Q’——奥氏体/铁素体两相区淬火，T——回火。虽然用上述方法可以大幅度降低60公斤级钢板的屈强比，但是对80公斤级及其以上级钢板屈强比降幅较小，很难稳定地达到0.80以下，并且钢板的低温韧性水平也不能达到-40℃冲击功≥100J的要求，同时钢板焊接性能也较差，不能经受较大限能量焊接。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有优良焊接性的低屈强比HT780钢板及其制造方法。

本发明是在一种低C-中Mn-高Als-低N-(Cu+Ni+Mo+Cr)合金化-(Nb+Ti+V+B)微合金化的成分体系中通过TMCP+N’(α+γ两相区正火)+T工艺获得屈服强度≥650MPa、抗拉强度≥780MPa、-40℃的Charpy冲击功(单个值)≥100J、焊接性优良、屈强比≤0.80的细小铁素体+回火马氏体(包括部分下贝氏体)+极少量回火高碳马氏体显微组织的钢板。