[发明专利]屈服强度620MPa级低裂纹敏感性钢板及其制造方法无效
申请号: | 200810038047.1 | 申请日: | 2008-05-26 |
公开(公告)号: | CN101591756A | 公开(公告)日: | 2009-12-02 |
发明(设计)人: | 张向葵;贺达伦 | 申请(专利权)人: | 宝山钢铁股份有限公司 |
主分类号: | C22C38/54 | 分类号: | C22C38/54;B23P17/00;B21B37/74;B21B37/16;C21D6/00 |
代理公司: | 上海开祺知识产权代理有限公司 | 代理人: | 竺 明 |
地址: | 20190*** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 屈服 强度 620 mpa 裂纹 敏感性 钢板 及其 制造 方法 | ||
技术领域
本发明涉及低碳高强度结构钢,具体地说,本发明涉及屈服强度620MPa级的低裂纹敏感性钢板及其制造方法。
背景技术
低裂纹敏感性高强钢主要用于煤矿、勘探等机械结构和工程建设中,要求该钢具有较高的强度、硬度、韧性和焊接性能,根据使用部位的不同,强度要求的范围也不同,为了便于焊接和简化焊接工艺,希望钢的焊接裂纹敏感性指数Pcm尽可能低,以达到焊前无需预热的目的,这种钢被称为低焊接裂纹敏感性高强钢,也称CF钢。它是一类具有优良焊接性能和低温韧性的低合金高强度钢,其优点在于焊前不预热或稍加预热而不产生裂纹,主要是解决了大型钢结构件的焊接施工问题;对于屈服强度620MPa级钢板,一般要求钢的Pcm≤0.25%。
降低Pcm的唯一手段就是减少碳和合金元素的加入量,而对于采用淬火+回火工艺生产的高强钢来说,减少碳和合金元素的加入量将不可避免地带来钢强度的降低,若采用热机械控制轧制与控制冷却技术(TMCP),则可以弥补这种缺陷,此外,相对于调质(淬火+回火)工艺,热机械控制轧制与控制冷却技术(TMCP)还具有细化晶粒从而提高钢的低温韧性的好处。
目前,采用TMCP技术生产的低焊接裂纹敏感性钢的合金成分一般是Mn-Mo-Nb-Cu-Ni-V-B系或Mn-Mo-Nb-Cu-Ni-B系。
如中国专利CN1396294公开了一种低焊接裂纹敏感性高强钢,其化学成分质量百分比为:C 0.02~0.13、Mn 0.60~1.80、Si 0.10~0.60、Ti0.005~0.025、Al≤0.01、Ti 0.005~0.025、N 0.0020~0.0060、B 0.0005~0.0020、Nb 0.008~0.040及Ni≤0.55、V≤0.10、Cu≤0.65、Mo≤0.50%、Zr≤0.040、RE≤0.020中的两种或两种以上,Pcm=0.33%。
又如中国专利CN1932063A涉及钢种的化学成分质量百分比为:C:0.06~0.09、Si 0.15~0.55、Mn 1.00~1.60、P≤0.015、S≤0.006、Ni 0.15~0.40、Cr≤0.30、Mo≤0.30、Cu≤0.30、V 0.02~0.06、Nb 0.005~0.05、Als0.010~0.040,Pcm=0.25;
另外一种大线能量焊接非调制高韧性钢,其化学成分质量百分比为:C 0.02~0.18、Si 0.10~0.60、Mn 0.60~1.80、P≤0.020、S≤0.010、Ni≤0.60、Mo≤0.50、Cu≤0.80、V 0.02~0.08、Nb≤0.040、Als 0.010~0.060,Pcm=0.32;
上述公开的三种钢种的合金元素设计分别为Mn-Mo-Cu-Ni-Nb-V-B系和Mn-Mo-Cr-Cu-Ni-Nb-V-B体系,这两种钢分别要求对钢板进行淬火+回火或回火处理,制造工序复杂,增加生产成本。
已开发的40mm以下厚度规格、屈服强度550Mpa级低裂纹敏感性钢,其成分质量百分比为:C 0.005~0.05、Si 0.05~0.70、Mn 1.40~1.85、Cr0.30~0.50、Mo 0.60~1.20、Nb 0.04~0.08、Al 0.02~0.06、Cu≤0.30、Ni 0.60~1.20,Ti 0.005~0.015。
该钢的机械性能为:屈服强度580Mpa,抗拉强度650Mpa,-20℃纵向冲击功平均为290J,其机械性能平均值符合550Mpa级别的要求,但不能适应机械结构中强度要求较高的关键部件,另外该钢的合金成分Mo、Mn含量较高,致使该钢成本增加。
另外,30mm以上厚度的钢板表面和中心组织不一致,即钢板表面为板条贝氏体和马氏体组织,中心部位主要为多边形铁素体和少量贝氏体组织,造成钢板厚度上性能不均匀,特别是低温冲击韧性较差,容易发生脆性裂纹。
发明内容
本发明的目的在于提供一种屈服强度620MPa级低裂纹敏感性钢板及其制造方法,无需热处理,钢板具有良好的低温韧性和焊接性。
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