[发明专利]一种960MPa级微残余应力高强钢板及其热处理方法

说明书

本发明属于钢铁热处理领域，特别涉及一种960MPa级微残余应力高强钢板及其热处理方法，其成分按重量百分比C0.15~0.20，Si0.7~1.17，Mn1.2~2.2，Al0.02~0.06，P0.015~0.02，Cr0.3~0.45，Mo0.35‑55，Nb0.02‑0.04，V0.07‑0.1，Ti0.01‑0.03，余量为Fe和不可避免的杂质，采用张力下连续热处理的方式，两次加热、两次保温和氮气加热气雾式淬火。与现有技术相比，本发明的优点是：1）淬火时使用雾冷方式，保证钢板残余应力小不会变形；产品在后续加工、制作工程中不变形，提高产品的合格率；2）得到的组织为回火索氏体；3）淬火之前，在氮气保护中缓慢冷却，内部组织均匀，淬火过程温差减小。

技术领域

本发明属于钢铁材料热处理领域，特别涉及一种960MPa级微残余应力高强钢板及其热处理方法。

背景技术

传统热轧960MPa级工程机械用高强钢是以钢卷形式生产，用户使用时需要进行矫直并经过横切、等离子切割或激光切割最后成型使用。随着板材使用强度的逐渐提高，板形成为了用户要求越来越高的一个质量指标，严重的板形缺陷可能导致用户在使用时候延迟生产、损伤加工设备、影响焊接质量等问题。这就需要对最终板形进行控制，提供给用户具有高质量板形的产品。工程机械上使用的钢材高强化趋势越来越明显，而且用量也在持续增大。带钢强度越高，带钢的内应力会越大，导致轧后开平过程和使用过程易出现大的变形且难以消除，尤其是600MPa级别以上的高强钢薄板，需要进行机械加工与热处理结合的方法消除残余应力，而先进矫直机动辄上亿元，造价昂贵，另中小企业无法承受。

残余应力是当无任何工作载荷作用的情况下存在于构件内部且在整个构件内部保持平衡的应力。热轧高强带钢在轧制、开平、热处理等工艺中都可能产生残余应力。热轧带钢内部残余应力问题实质上是板形问题。用户所希望得到的是内应力均勻分布或者无内应力且板形良好的带钢。提高热轧带钢的板形质量、消除残余应力可以减少带钢使用过程中由于形变带来的附加工序，提高生产效率和成材率，降低生产成本。解决板带生产中残余应力问题是一项具有巨大经济意义并具有非常重要的社会意义的工作。

低残余应力高强钢对提高微小工件的可靠性非常重要，申请号为201911376787.0的中国发明专利公开了一种喷丸强化后微量去除的表面修形和残余应力调控方法，通过对机械加工和喷丸强化后的零件进行表面形貌检测和残余应力检测，根据检测结果确定零件的去除量范围，根据通过多次试验获得的去除量值与残余应力需求的对应关系，在去除量范围内选择各残余应力需求对应的去除量值，并根据选取的去除量值选择相应参数的切削刀具，对零件进行微量去除加工，实现对零件表面残余应力状态进行调控；并且，通过喷丸强化-微量去除的复合工艺流程，在零件表面引入有利于提高疲劳寿命的残余应力状态，通过微量去除方式修正因喷丸强化导致的零件变形和表面粗糙度下降的问题，使得零件在满足精度要求的同时获得更高的疲劳寿命。

但是目前还很少有能去除高强钢板残余应力的热处理方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种960MPa级微残余应力高强钢板及其热处理方法，克服现有技术的不足，适用于960MPa级别微残余应力高强板的生产，得到的钢板外形尺寸符合标准要求，整体物理性能得到优化，抗拉强度为980-1150MPa，屈服强度为960-1000MPa，延伸率为≥14%；在钢板淬火的不同阶段，通过控制水和空气在钢板淬火过程中，高压空气将水雾化成极细小的水滴，打破钢板表面的水蒸汽膜，提高冷却能力；在淬火过程钢板温度接近马氏体相变点时，降低水流量，提高空气压力及流量，使钢板表面与中心温差小，降低淬火后钢板变形量和残余应力，保证钢板板型控制精度及钢板塑性。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案实现：