[发明专利]一种高强韧低碳贝氏体型厚钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及高强韧性钢板领域，具体地说，本发明涉及易焊接高强韧低碳贝氏体型厚钢板。

背景技术

高强韧厚钢板广泛应用于工程机械、矿山机械、港口机械等工业领域，其需要具有强度高、低温冲击功好且焊接性能好等特点。生产高强韧厚钢板的技术通常有两种：钢板在轧制后淬火和回火的调质热处理；控制轧制和控制冷却(Thermo-mechanical Control Process--TMCP)后消应力回火处理。相同力学性能的厚钢板，采用调质工艺生产的钢板性能稳定，但合金成分相对较高。较高的合金含量，一方面提高了钢板的生产成本，另一方面提高了碳当量，为防止焊接后冷裂纹的产生，焊接前需要预热。采用TMCP技术生产的钢板，可采用相对简单的成分体系，但轧制和冷却工艺控制难度较大。

TMCP技术起源于二十世界八十年代，包括两阶段控制轧制和加速冷却。第一阶段在再结晶区轧制变形，变形奥氏体中累计的位错成为再结晶驱动力，奥氏体晶粒发生再结晶，细化了晶粒。第二阶段在未再结晶区轧制变形，奥氏体中累计了大量的位错密度，为连续冷却过程中的相变提供了形核驱动力和形核位置。轧制后通过加速冷却装置，过冷奥氏体发生相变，可形成铁素体、珠光体、针状铁素体、贝氏体和马氏体等一种或多种复相组织，从而获得具有不同力学性能的钢板。

钢板焊接后冷裂纹倾向可用焊接裂纹敏感性指数Pcm来描述，Pcm可按下式确定

Pcm＝C+Si/30+Ni/60+(Mn+Cr+Cu)/20+Mo/15+V/10+5B

Pcm值越低，说明钢板的焊接性能越好，焊接后在焊接接头处不易出现冷裂纹。根据中华人民共和国黑色冶金行业标准YB/T 4137-2005规定，牌号为Q690CF的钢种，Pcm值需低于0.25％。

目前采用TMCP技术生产的高强韧易焊接钢板，通常采用低碳微合金成分体系。如专利申请CN101230444公开的钢种，加入Cr、Mo、Nb、Ni、V、B、Al、Ti等微合金元素，但是，由于Cr的含量过高，影响钢材的焊接性能。又如专利申请WO2008069289中公开的钢种，虽然降低了Cr的含量，但是加入了价格昂贵的Ni、Cu、W和稀土元素，增加了钢板的制造成本。根据焊接裂纹敏感性指数(Pcm)计算公式，Cr、Mo、Ni、Cu等合金元素均会增加钢板的Pcm值，降低其焊接性能。

因此，亟需一种具有良好力学性能、生产成本经济且具有良好焊接性能的高强韧厚钢板。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强韧低碳贝氏体型厚钢板。

为实现上述目的，本发明所提供的钢，其成分质量百分比含量为：C：0.02～0.09％、Si：0.35～0.60％、Mn：1.50～1.85％、Nb：0.04～0.07％、V：0.04～0.07％、B：0.0010～0.0020％、Al：0.01～0.04％、Ti：0.01～0.03％、Zr≤0.0030％，Mo的质量百分比含量为0.15～0.30％，且应满足0.55-0.181Mn-1.51C≤Mo≤8.7-3.69Mn-29.18C，余量为Fe和不可避免的杂质。

此外，本发明还提供了上述钢板的一种制造方法，依次包括冶炼、浇铸、加热、轧制、冷却、回火工序，其中，所述轧制包括第一阶段和第二阶段轧制。

优选地，在所述回火后，再进行一次空气冷却。

优选地，所述浇铸后的连铸坯或钢锭的厚度不小于成品钢板厚度的3.5倍。

优选地，在所述加热过程中，加热温度为1030～1200℃，保温时间为120～180分钟。更优选地，所述加热温度为1130～1180℃。

优选地，在所述第一阶段轧制过程中，开轧温度为1000～1150℃，更优选地，所述开轧温度为1100～1150℃。当轧件厚度到达成品钢板厚度的2～4倍时，在辊道上待温至800～860℃。

优选地，所述第二阶段轧制过程中，开轧温度为800～860℃，终轧温度为780～810℃。进一步优选地，在所述第二阶段轧制过程中，道次变形率为12～28％。

优选地，所述冷却包括层流冷却和空气冷却两个步骤。

优选地，在所述层流冷却过程中，钢板以6～25℃/s的速度冷却至460～540℃。

优选地，所述空气冷却采用堆垛或冷床冷却。

优选地，所述回火温度为610～650℃。

下面将进一步说明本发明。