[发明专利]一种高强度低屈强比焊接结构钢及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及低合金钢及其生产方法，具体属于一种高强度低屈强比焊接结构钢及其生产方法，它是一种低温韧性和焊接性能优异的复相组织高强度低屈强比的焊接结构钢及其生产方法。 

背景技术

传统焊接结构钢在强度提高的同时屈强比也在不断提高。尤其是当抗拉强度达到780MPa以上时，钢的屈强比一般在0.90以上。基于安全性考虑，过高的屈强比限制了这类钢材在工程结构领域的应用。近年来发展起来的并在国内外汽车工业得到较为广泛应用的双相钢在高强度的同时具有较低的屈强比。该类钢种一般采取热轧法和热处理法生产。传统的热轧双相钢由于要求在两相区轧制，因而对轧机的轧制压力要求较高，只适合生产25mm以下的薄规格钢板(卷)。而热处理双相钢由于需要进炉处理，延长了生产流程，增加了生产成本。 

2004年，北京科技大学申请了“高抗拉强度高韧性低屈强比贝氏体钢及其生产方法”发明专利，申请号为200410096795.7。该发明专利采用TMCP+RPC+SQ方法进行生产，可实现抗拉强度为800MPa级钢板的屈强比达到0.85以下。但是该钢还是需要在两相区进行亚温淬火，生产周期较长。 

1998年美国的发明专利“High strength line pipe steel having low yield ratio and excellent inlow temperature toughness”，专利号为5755895，该专利提供了一种超高强度低屈强比管线钢的成分和生产工艺。该钢种的抗拉强度在950MPa以上，具有优异的HAZ韧性和现场焊接性。该钢在成分设计上采用低碳高锰Ni-Mo-Nb合金化和微Ti处理。组织上以M/B和F的硬软两相组织为主，其中铁素体的含量为20～90％。该钢通过在奥氏体/铁素体两相区严格的轧制工 艺和随后的加速冷却来获得良好的综合性能。但是该钢种对于终轧温度要求过低，仅650～800℃，当终轧温度大于800℃时，该钢的晶粒细化不充分，并且所需要的组织转变不完全，再由于钢板(卷)终轧温度要求低，故需要较大轧制压力，因而仅适合轧制厚度较薄的钢板(卷)。在其实施例中，最大厚度仅为25mm。 

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种不仅强度高、屈强比低于0.81，而且不需要回火、工艺简单的一种高强度低屈强比焊接结构钢及其生产方法。 

实现上述目的的技术措施： 

一种高强度低屈强比焊接结构钢，其化学成分及重量百分比为：C：0.04～0.10、Si：0.90～2.00、Mn：1.50～2.50、P≤0.030、S≤0.010、Cu：0.20～0.50、Cr：0.40～0.80、Ni：0.35～0.80、B：0.0008～0.0030；以及Mo：≤0.60，Nb：0.015～0.060，V：0.030～0.120，Ti≤0.030、Als≤0.040、Zr≤0.010中至少添加三种，余量为Fe及不可避免的夹杂，同时，Mn和Cr还必须满足[％Mn]+[％Cr]＝2.20～2.80、焊接冷裂纹敏感性系数Pcm＝C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Mo/15+Ni/60+V/10+5B≤0.30％。 

其在于：钢中不加Mo时，还必须满足[％Mn]+[％Cr]＝2.50～2.80。 

生产权利要求1所述的一种高强度低屈强比焊接结构钢的方法，其步骤： 

a)将钢坯加热温度至1150～1210℃； 

b)进行粗轧，其开轧温度为1120℃～1150℃，总压下率为50～70％，粗轧结束温度控制在1000℃～1030℃； 

c)进行精轧，其开轧温度为930～950℃，精轧结束温度控制在860℃～880℃，最后三道次累计压下率控制在25～45％； 

d)驰豫结束后对钢板进行层流冷却：先进行缓冷，其冷却速率控制为5～8℃/秒，冷却终止温度控制为720℃～780℃；再进行速冷，冷却速率为15～20℃/秒，冷却终止温 度控制为350℃～600℃；最后在空气中进行自然冷却至室温。

其在于：缓冷温度控制为740℃～760℃。 

其在于：速冷的终止温度控制为400℃～550℃。 

其在于：钢板在自然冷却至室温后在470～530℃的条件下进行消除应力回火。 

本发明中各元素的机理及作用： 

下述均指重量百分含量。