[发明专利]一种厚度大于60mm屈服强度690MPa级钢板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁技术领域，具体地，本发明涉及一种厚度大于60mm屈服强度690MPa级钢板及其制备方法。

背景技术

经济建设和社会发展需要大量的高强钢材，随着国内钢结构产业、工程机械、矿山机械等行业蓬勃发展，同时为顺应起重机械、挖掘机悬臂梁、矿井用液压支架等工程机械大型化、高强化的市场需求趋势，对高强度、高质量等级工程机械用钢的需求日益强烈。与此同时，为了满足高强钢对降低焊接裂纹敏感性的要求，各大钢铁企业在研发方面投入了大量人力物力。

在中国专利CN101812634A中，公开了一种低碳低焊接裂纹敏感性的高强度钢板的制造方法，在钢的成分设计方面采用Cr-Cu-Mo-V-Nb-Ti-B复合添加，轧制过程不用控轧，之后钢板再进行离线淬火+回火工艺处理，钢的屈服强度在700MPa以上，抗拉强度在800MPa以上。该专利虽然也提供了一种80kg级的低焊接裂纹敏感性钢板的生产方法，但不足之处在于未能充分利用轧制过程中的控轧控冷的细晶、相变及位错强化机制，同时钢板还需要进行离线淬火和回火热处理，造成生产成本增加。

在中国专利CN101418418B中，公开了一种屈服强度690MPa级低裂纹敏感性钢板的制造方法，在钢的成分设计方面采用Cr-Mo-V-Nb-Ti-B复合添加，钢的屈服强度在690MPa以上，抗拉强度在770MPa以上。该专利虽然提供了一种不经过任何热处理就能生产80kg级的低焊接裂纹敏感性钢板的方法，但加入了0.04～0.12％的贵重金属V，造成该钢种合金成本较高。

在中国专利CN100439545C中，公开了一种800MPa级高韧性低屈服比厚钢板的制造方法，在钢的成分设计上加入了0.30％～0.70％的贵重金属Ni，造成合金成本较高，而且该钢板屈服强度仅能保证大于540MPa。

对现有技术分析之后发现，已经公开的文献中大部分钢板的屈服强度不高于690MPa，或者屈服强度达到80kg级别，但贵重金属含量高或热处理工艺复杂造成生产成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种60mm以上特厚规格屈服强度690MPa级高强钢板及其减量化制造方法，通过对化学成分、轧制工艺、冷却工艺和回火热处理工艺的控制，在钢板中获得一种由板条贝氏体/马氏体为主的组织，实现了60mm以上特厚规格屈服强度690MPa级高强钢板的生产；同时通过对轧制和冷却工艺模型的创新开发，实现了钢板轧后省去离线淬火工序，仅进行一道离线回火热处理，降低生产组织难度，减少生产工序，缩短生产周期。

本发明的厚度大于60mm屈服强度690MPa级钢板，其化学成分按重量百分比计包含：C：0.10％～0.20％、Si：0.15％～0.50％、Mn：1.20％～1.70％、Ni：0.10％～0.40％、Cr：0.20％～0.60％、Nb：0.01％～0.05％、V：0.02％～0.06％、Als：0.015％～0.050％、Ti：0.008％～0.025％、Mo：0.15％～0.45％、B：0.0008％～0.0030％、P≤0.025％、S≤0.008％、N≤40ppm、O≤20ppm、H≤2ppm，其余为铁和不可避免的杂质；其中，Als表示酸溶铝。

本发明的钢板组织由板条贝氏体和马氏体为主组成，其屈服强度大于等于690MPa。

以下对根据本发明的厚度大于60mm特厚规格屈服强度690MPa级高强钢板的化学成分进行详细说明。

C：C既是最主要的固溶强化元素，能显著提高钢的淬透性，对马氏体钢的强度和硬度起决定性的作用，但碳含量的增加使钢的塑性和冲击韧性降低，冷脆倾向性和时效倾向性提高，恶化焊接性能。考虑到降碳的同时必须额外增加其它贵重的微合金含量才能保证钢强度，而这将造成成本大幅度增加，综合考虑将C的适宜量控制在0.10％～0.20％。

Si：Si进入铁素体起固溶强化作用，但Si会显著地提高钢的韧脆转变温度，同时也会恶化塑性及焊接性能，因此，Si的适宜量控制在0.15％～0.50％。

Mn：Mn能够降低临界转变温度Ar3，明显提高钢的淬透性，同时具有一定的固溶强化作用，起到提高钢的强度和硬度的作用。由于锰和硫具有较大的亲和力，MnS在高温时有一定的塑性，避免了钢的热脆，但过高的Mn会影响钢的焊接性能，也会加剧铸坯的中心偏析，造成产品带状组织严重，进而影响到冲击韧性。因此，Mn的适宜量控制在1.20％～1.70％。