[发明专利]一种屈服强度900~1000MPa级调质高强钢及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种屈服强度900～1000MPa级调质高强钢及其生产方法，其屈服强度为900～1080MPa，抗拉强度为950～1200MPa，延伸率>10％，-40℃冲击功>40J，显微组织为回火马氏体。

背景技术

采用高强度易焊接结构钢制造工程机械的梁结构、起重机的吊臂和自卸车的车体等移动设备的构件，都会减轻设备自重，减少燃料消耗，提高工作效率。随着国际竞争的加剧，采用高强度易焊接结构钢制造港口机械、矿山机械、挖掘机、装载机的梁结构、起重机的吊臂和自卸车的车体等移动设备的构件已经成为趋势。由于工程机械高性能、大型化、轻量化的发展要求，工程机械用钢的强度级别不断攀升，从500～600MPa级快速上升到700MPa、900MPa、1000MPa乃至1100MPa。工程机械用超高强钢由于其苛刻的使用环境和受力条件，对钢材质量有严格的要求，包括强度性能、冲击性能、折弯性能、焊接性能和板形等。

目前国内生产屈服900～1000MPa级别的高强度钢板的企业很少，中国专利CN102560274A介绍了一种屈服1000MPa级别高强度厚钢板的生产方法，采用的是再加热淬火+回火工艺，对钢板开平设备要求极高。中国专利CN102134680A介绍了一种屈服强度960MPa级高强钢的生产方法，采用较低的碳含量设计和较高的Cr含量，C：0.07％～0.09％，Cr：1.05～1.15％，该专利不含Nb、Ti、V微合金元素，Cr含量较高，不利于焊接。中国专利CN101397640A介绍了一种屈服960Mpa级别高强钢板的生产方法，采用较高的Mo含量设计和较高的回火温度，Mo含量0.45～0.57％，回火温度550～600℃。

现有技术中的成分设计没有控制接头塑韧性综合性能，也没有通过控制夹杂物及组织性能遗传性改善成品钢板的强度和韧性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种屈服强度900～1000MPa级调质高强度钢及其生产方法，该高强度钢的显微组织为回火马氏体，屈服强度为900～1080MPa，抗拉强度为950～1200MPa，延伸率>10％，-40℃冲击功>40J。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种屈服强度900～1000MPa级调质高强钢，其化学成分重量百分比为：C：0.16～0.20％，Si：0.10～0.30％，Mn：0.80～1.60％，Cr：0.20～0.70％，Mo：0.10～0.45％，Ni：0.10～0.50％，Nb：0.010～0.030％，Ti：0.010～0.030％，V：0.010～0.050％，B：0.0005～0.0030％，Al：0.02～0.06％，Ca：0.001～0.004％，N：0.002～0.005％，P≤0.020％，S≤0.010％，O≤0.008％，其余为Fe及不可避免的杂质，上述元素同时需满足如下关系式：Ceq 0.51～0.60％，Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15；3.7≤Ti/N≤7.0；1.0≤Ca/S≤3.0；0.8％≤Mo+0.8Ni+0.4Cr+6V≤1.3％。

进一步，所述的屈服强度900～1000MPa级调质高强钢的屈服强度为900～1080MPa，抗拉强度为950～1200MPa，延伸率>10％，-40℃冲击功>40J，显微组织为回火马氏体。

在本发明的成分设计中：

碳：固溶强化，调整马氏体组织的强度和塑韧性，经试验，再加热淬火后低碳马氏体的抗拉强度与C含量的关系呈如下关系：Rm＝2510C(％)+790(MPa)，Rm为抗拉强度，C含量在0.16％以上才可以保证淬火态抗拉强度大于1100MPa，再通过回火进一步降低强度，改善韧性；C含量较高会导致整体C当量的提高，焊接时容易产生裂纹，本发明的C含量范围为0.16～0.20％。

硅：0.10％以上的Si可以起到较好的脱氧作用，Si超过0.30％容易产生红铁皮，Si含量较高时容易恶化马氏体高强钢的韧性，本发明的硅含量范围为0.10～0.30％。

锰：Mn元素在0.8％以上可以提高钢的淬透性，Mn含量超过1.6％容易产生偏析和MnS等夹杂物，恶化马氏体高强钢的韧性，本发明的Mn含量范围为0.80～1.60％。