[发明专利]焊接性及抗疲劳特性优良的700MPa级低温调质钢板及其制造方法

说明书

焊接性及抗疲劳特性优良的700MPa级低温调质钢板及其制造方法，其成分重量百分比为：C：0.050～0.090％，Si≤0.15％，Mn：1.30～1.60％，P≤0.013％，S≤0.0030％，Cu：0.10～0.35％，Ni：0.50～0.90％，Cr：0.15～0.35％，Mo：0.15～0.35％，Nb：0.008％～0.030％，V：0.030～0.060％，Ti：0.008～0.014％，Al：0.030～0.060％，B≤0.0003％，N≤0.0050％，Ca：0.0010％～0.0040％，其余为Fe和不可避免夹杂。本发明采用超低C－Mn－(Ti+Nb+V)微合金钢的成分体系作为基础，在获得优良的700MPa级调质钢板强度、超低温韧性及强韧性匹配的同时，钢板的焊接性、机械加工性能也同样优异。

技术领域

本发明涉及一种焊接性及抗疲劳特性优良的700MPa级低温调质钢板及其制造方法。

背景技术

众所周知，低碳(高强度)低合金钢是最重要工程结构材料之一，广泛应用于石油天然气管线、海洋平台、造船、桥梁结构、锅炉容器、建筑结构、汽车工业、铁路运输及机械制造之中。低碳(高强度)低合金钢性能取决于其化学成分、制造过程的工艺制度，其中强度、韧性和焊接性是低碳(高强度)低合金钢最重要的性能，它最终决定于成品钢材的显微组织状态。随着科技不断地向前发展，人们对高强钢的强韧性、强塑性匹配提出更高的要求，即在维持较低的制造成本的同时大幅度地提高钢板的综合机械性能和使用性能，以减少钢材的用量节约成本，减轻钢结构的自身重量、稳定性和安全性，更为重要的是为进一步提高钢结构安全稳定性和冷热加工性。

目前日韩欧盟范围内掀起了发展新一代高性能钢铁材料的研究高潮，力图通过合金组合设优化计和革新制造工艺技术获得更好的组织匹配，使高强钢获得更优良的强韧性、强塑性匹配。

现有抗拉强度≥700MPa的高强度调质钢板主要通过离线调质工艺(即RQ+T)生产；但是对于钢板厚度≤40mm，也可以采用在线调质工艺来生产(即DQ/TMCP+T)；为了获得高强度，钢板必需具有足够高的淬透性，即钢板淬透性指数DI≥2.0×成品钢板厚度〖DI＝0.311(％C)^1/2[(1+0.64(％Si)]×[(1+4.10(％Mn)]×[(1+0.27(％Cu)]×[(1+0.52(％Ni)]×[(1+2.33(％Cr)]×[(1+3.14(％Mo)]×25.4(mm)〗，以确保钢板具有足够高的强度、优良的低温韧性，因而不可避免地向钢中加入一定量的Cr、Mo、Ni、Cu、V等合金元素，甚至Ni含量添加到1.00％以上，导致钢板的碳当量、冷裂纹敏感指数较高，严重影响钢板的焊接性(如中国专利ZL201210077114.7、ZL201010113835.X、ZL200810042088.8、ZL200810042124.0)。

此外，高合金含量的钢板表(亚)面层易产生过淬火，形成粗大的马氏体组织，使钢板表(近)面层的低温韧性、延伸率严重劣化及抗疲劳扩展特性(参见《电力土木》,1986,Vol.201,P33；《鉄と鋼》,1986,Vol.72,S612；；《西山記念技术講座》191-192，2008，P162等)。

现有大量专利文献只是说明如何实现母材钢板的强度和低温韧性，就改善钢板焊接能性，获得优良焊接热影响区HAZ低温韧性说明较少，更没有涉及如何在提高钢板抗拉强度的同时，提高钢板的抗拉延伸率、厚度方向力学性能均匀性、优良的机械加工性能及抗疲劳裂纹扩展特性(日本专利昭63－93845、昭63－79921、昭60－258410、特平开4－285119、特平开4－308035、平3－264614、平2－250917、平4－143246、美国专利US Patent5798004、欧洲专利EP 0288054A2。