[发明专利]屈服强度550MPa易焊接高强韧钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及高强韧性钢板，具体地说，本发明涉及屈服强度550MPa级易焊接高强韧钢板及其制造方法。

背景技术

通常采用两种技术生产高强韧厚钢板，即调质(淬火+回火)和控轧控冷(TMCP)技术。与调质技术相比，TMCP技术不需要离线热处理，具有节约能源和生产流程短等特点。控制轧制控制冷却技术的发展主要分为几个阶段：20世纪50年代以前，控制轧制技术研究的开始；20世纪60年代至20世纪70年代初，控制轧制技术进步；20世纪70年代后期至今，控制轧制控制冷却技术的高度进展及在世界范围的普及。

近年来，具有强力轧制能力的宽厚板轧机在国内外得到广泛应用。强力轧制的应用，使钢板在可较低温度轧制，在奥氏体中累计大量的位错密度，增加冷却过程中的形核速率，细化了最终组织。加速冷却装备如在线冷却装置OLAC(online accelerate cooling)、Super-OLAC和多功能喷射型间歇式冷却装置MULPIC(multi-purpose interrupt cooling)等广泛使用，使得钢板的冷却速度增加，停冷温度降低，促进了钢板在中温和较低温度时的组织转变，提高了钢板微观组织控制能力。采用控轧控冷技术实现组织控制和力学性能控制，生产低成本、易焊接、高强韧、短流程的钢板已成为厚板研发的重要方向。

控轧控冷技术主要包括两个部分：控制轧制和控制冷却。

控制轧制通常指两阶段轧制：在未再结晶温度之上的轧制变形和未再结晶温度之下的轧制。两阶段轧制的中间坯厚度，第二阶段轧制的开轧和终轧温度是控轧控冷技术的重点。

控制冷却工艺中的冷却速度和停冷温度是需重点控制的工艺参数。采用控轧控冷技术生产高强韧厚钢板时，由于钢板在轧制和冷却过程中，变形和冷却温度的不均匀，且在控制过程中工艺参数易波动，对钢板的成分和工艺控制提出了以下要求：钢板在较宽的终轧温度内均可稳定生产；钢板的成分体系在较宽的冷却速度和停冷温度范围内均可得到强度较高的组织如贝氏体组织等。

考虑到控轧控冷技术的特点，钢板在成分设计时需综合考虑不同合金元素在钢板高温区的碳氮化物析出、动态再结晶、亚动态再结晶、静态再结晶、回复、轧制过程中碳氮化物的应变诱导析出、连续冷却时的相变(铁素体、珠光体、针状铁素体、贝氏体、马氏体)的影响等，并综合考虑不同合金元素的相互作用，进行深入的理论和实验分析，才能研制出成分简单，且工艺窗口较宽的高强韧厚钢板。

焊接性能是钢板的重要使用性能。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Q550CF的钢种，Pcm值需低于0.25％。低焊接裂纹敏感性钢板的焊接裂纹敏感性指数Pcm可按下式确定

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

焊接裂纹敏感性指数Pcm是反映钢的焊接后，焊接接头出现冷裂纹判定指标。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。焊接裂纹敏感性指数低的钢板可实现不预热或低预热温度焊接，节省了焊接工序的成本，节约了焊接所需的时间，提高钢板产品的经济效益和社会效益。通常为降低Pcm并保证钢板具有较高的强度和冲击功，钢板中加入Cr、Mo、Ni和Cu等贵重合金元素，使钢板的成本提高。因此需开发具有简单成分体系且具有低焊接裂纹敏感性指数的钢板。

发明内容

本发明的目的在于提供一种屈服强度550MPa级易焊接高强韧钢板及其制造方法，采用Mn-Nb-V系钢种，通过控制热机械轧制和冷却技术，且无调质处理，该钢板具有良好的低温韧性和焊接性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是，

屈服强度550MPa级易焊接高强韧钢板，其化学成分重量百分比为：C 0.05～0.08％、Si 0.25～0.50％、Mn 1.65～1.90％、Nb 0.03～0.07％、V0.03～0.07％、B 0.0006～0.002％、Al 0.01～0.04％、Ti 0.01～0.03％，余量为Fe和不可避免的杂质；其中，Mn的含量应满足：3.31Si+15.8Nb+6.65V-9.12C≤Mn≤4.41Si++13.33Nb+7.72V-7.33C，钢板的屈服强度大于550MPa、抗拉强度大于670MPa、夏氏冲击功Akv(-20℃)大于150J，焊接裂纹敏感性指数Pcm≤0.19％。