[发明专利]一种高强度高韧性钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及低碳锰钢板及其制造方法，尤其是一种高强度高韧性钢板及其制造方法。本发明钢板可用于制做工程机械、矿山机械、冶金机械等具备一定耐磨性能的零部件产品。

背景技术

国内外工程机械用高强度钢普遍采用低碳(C≤0.15％)高合金的成分设计，如HG70、HQ80、德国DILLMAX690、瑞典SUMTIN780欧洲S690以及美国A514系列钢种，为了强韧化钢材，往往在调质高强度钢中加入较多Cr、Ni、Mo、V合金元素，使得高强度生产成本升高，将导致下游装备制造成本升高。

日本JP8104943专利公开号公开了新日铁申请的化学成分(wt％)为C：0.05～0.25、Si：0.10～0.75、Mn：0.30～1.60、P≤0.030、S≤0.030、N：0005～0014，必要时添加一种或多种Nb：0.01～0.10、Ta：0.01～0.10、Ti：0.005～0.06、Zr：0.005～10、Co：0.03、V：0.30的合金元素，在850～1000℃正火处理、在600～780℃回火，具有优异高温强度的压力容器用钢及制造方法。该高强度钢及其制造方法原材料含有多种贵重金属元素，具有高成本的的缺点。

中国专利公开号为CN1824816A公开了一种加长型汽车大梁用钢及其制造方法的发明专利，其主要技术方案是在低C高Mn纯净钢中添加Ni、V、Ti多元微合金化元素，抗拉强度达到580Mpa，屈强比达0.83，TS×EL＝15822～16588Mpa％，具有强度和成形性等良好的综合性能，但Ni+V+Ti添加量达0.1％，成本高。专利公开号为CN101280390A公开了一种高强度热轧结构钢板及其制造方法的发明专利，其主要技术方案是在低C高Mn纯经净钢中添加Nb微合金化元素，还加入微量的Ca；采用转炉冶炼、精练、连铸机保护浇铸及控扎控冷工艺，通过晶粒的细化强化、析出强化，得到的高强度高韧性钢板有良好的冷成型性能，满足汽车结构的需要；因工艺复杂，制造成本也高。

发明内容

本发明的目的是提供一种高强度高韧性钢板及其制造方法，以低碳锰钢为基础，加入微量的Ti、Nb、B元素，没有其它的贵重金属，按普通热轧板带材工艺进行轧制，轧后快速冷却并调质即可，工艺简单，因此原料和工艺成本均低廉。本发明的高强度高韧性钢板及其制造方法与现有钢种相比，节约钢中合金用量，生产效率高，大幅降低高强度钢的生产成本，不仅具有高强度高韧性同时具有一定耐磨性和可焊性。

本发明的技术方案是：一种高强度高韧性钢板，其化学成分按重量百分比含有C：0.12～0.25、Si：0.15～0.40、Mn：1.00～2.00、P≤0.015、S≤0.010、Cr≤0.35、Ti：0.05～0.12、Nb：0.01～0.05、B：0.0005～0.0035、Al：0.03～0.06，其余为Fe及不可避免的杂质，其中碳当量CEV≤0.5％，碳当量CEV(％)＝C+Mn/6+(Mo+Cr+V)/5+(Ni+Cu)/15，其目的是为防止焊接冷裂纹产生，保证钢材的可焊接性能。

本发明较好的技术方案是：一种高强度高韧性钢板，其化学成分按重量百分比含有C：0.13、Si：0.32、Mn：1.86、P：0.008、S：0.008、Cr：0.16、Ti：0.11、Nb：0.050、B：0.0021、Al：0.058，其余为Fe及不可避免的杂质，其中碳当量CEV为0.49。

本发明高强度高韧性钢板的制造方法，其钢板的化学成分按重量百分比含行C：0.12～0.25、Si：0.15～0.40、Mn：1.00～2.00、P≤0.015、S≤0.010、Cr≤0.35、Ti：0.05～0.12、Nb：0.01～0.05、B：0.0005～0.0035、Al：0.03～0.06，其余为Fe及不可避免的杂质，其中碳当量CEV≤0.5％，它是采用纯净钢生产工艺冶炼，按普通热轧板带材工艺进行轧制，轧后快速冷却并调质，工艺过程为：

a)轧钢工艺：开轧温度≥1080℃，控轧末三道次累计压下率≥35％，终轧温度840～900℃，轧后快速冷却到600～700℃；

b)调质处理：淬火加热温度860～910℃加热，保温时间为30min+板厚(mm)×1min/mm；回火加热温度500～630℃，保温时间为(30～45)min+板厚(mm)×1min/mm。

以下详述本发明中C、Si、Mn、P、S、Cr、Nb、Ti、B、Al、CEV限定量的理由。