[发明专利]一种屈服强度800MPa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800MPa级调质高强钢及其生产方法。

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、800MPa乃至1000MPa以上。由于工程机械用超高强钢苛刻的使用环境和受力条件，所以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800MPa级别的高强度钢板的企业很少。中国专利201210209649.5公开了一种抗拉800MPa级别高强度钢板的生产方法，不添加Ni元素，采用在线淬火+回火工艺(DQ+T)，得到回火马氏体+回火下贝氏体组织，其屈服强度只有700MPa。中国专利2011100343384.3公开了一种750～880MPa级车辆用高强钢及其生产方法，采用TMCP工艺在560-600℃卷取生产热轧高强钢卷。

现有技术中采用回火马氏体+回火下贝氏体组织生产的800MPa级高强钢不同厚度规格的各项组织比例差异较大，厚规格强度较低，容易出现性能不合。采用560～600℃高温卷取生产的析出强化型高强钢，受析出物颗粒大小和数量的影响，带钢头、中、尾强度波动较大，不能满足-40℃冲击要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种屈服强度800MPa级调质高强钢及其生产方法，采用调质工艺生产，该调质高强钢的屈服强度为800～950MPa，抗拉强度为850～1000MPa，延伸率>12％，-40℃冲击功>40J。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种屈服强度800MPa级调质高强钢，其成分重量百分比为：C:0.07～0.15％，Si：0.10～0.30％，Mn：0.80～1.60％，Cr：0.20～0.70％，Mo：0.10～0.40％，Ni：0～0.30％，Nb：0.010～0.030％，Ti:0.010～0.030％，V:0.010～0.040％，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；且上述元素同时需满足如下关系：0.45<Ceq<0.51，Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15；0.7％≤Mo+0.8Ni+0.4Cr+6V≤1.1％；3.7≤Ti/N≤7.0；1.0≤Ca/S≤3.0。

进一步，所述调质高强钢的屈服强度为800～950MPa，抗拉强度为850～1000MPa，延伸率>12％，-40℃冲击功>40J。

所述调质高强钢的的显微组织为回火马氏体。

在本发明钢的成分设计中：

C：固溶强化，调整马氏体组织的强度和塑韧性，经试验在加热淬火后，淬火态低碳马氏体的抗拉强度与C含量呈如下关系：Rm＝2510C(％)+790(MPa)，Rm为抗拉强度，C含量在0.07％以上可以保证淬火态抗拉强度大于900MPa，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。因此，本发明的C含量范围为0.07～0.15％。

Si：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。因此，本发明的Si含量范围为0.10～0.30％。

Mn：Mn含量在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。因此，本发明的Mn含量范围为0.80～1.60％。

Cr：Cr含量在0.2％以上可以提高钢的淬透性，有利于在淬火时形成全马氏体组织。在回火温度400～550℃范围内，Cr会形成Cr的碳化物，具有抗中温回火软化的作用，Cr含量超过0.70％，在焊接时会出现较大的火花，影响焊接质量。因此，本发明的Cr含量范围为0.20～0.70％。