[发明专利]一种高强度结构用低合金高强度钢板锻件及锻造方法在审

专利信息
申请号: 202011165944.6 申请日: 2020-10-27
公开(公告)号: CN112281064A 公开(公告)日: 2021-01-29
发明(设计)人: 陈杰华;刘国强;高俊光;邵新波;樊周强;魏靖奇;左丽萍;张文琦;高宇 申请(专利权)人: 郑州煤机智能工作面科技有限公司
主分类号: C22C38/02 分类号: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/44;C22C38/54;C22C38/50;C22C38/48;C21D8/00
代理公司: 北京同辉知识产权代理事务所(普通合伙) 11357 代理人: 于晶晶
地址: 451162 河南省郑州市航空港区华*** 国省代码: 河南;41
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摘要:
搜索关键词: 一种 强度 结构 合金 钢板 锻件 锻造 方法
【说明书】:

发明公开了一种高强度结构用低合金高强度钢板锻件及锻造方法,锻件包括以下重量百分比的配方成分:C0.12‑0.21%、Si0.20‑0.35%、Mn0.45‑0.70%、Cr0.85‑1.20%、Ni1.20‑1.50%、Mo0.45‑0.60%、B0.001‑0.005%、Nb≤0.06%、Ti0.01‑0.10%、P≤0.020%、S≤0.010%,余量为Fe,本发明将配方成分中各元素的含量更加具体化,并且降低了元素Mn、Si、Cr、Ni、Mo的含量,避免上述元素含量过高导致的不利影响。同时,碳当量降低了0.18%,大幅提高了焊接性能。此外,采用完全脱氧的镇静钢,保证原料钢材的纯净度,减少杂质元素及有害气体的含量。

技术领域

本发明涉及高强度钢技术领域,具体而言涉及一种高强度结构用低合金高强度钢板锻件及锻造方法。

背景技术

目前,在高强度结构用调质钢板中,低合金高强度钢板(如Q690)是目前比较常用的,其主要用于结构组焊件、连接部件及轴承座等零件,便于焊接及修复。但是,目前国内该类材料主要供应热轧钢板,面积大(厚度为8-100mm,宽度为1600-4020mm,长度为6000-17500mm),当钢板厚度超过80mm以上时,除了配方成分以外,其微观组织和力学性能都难以保证,尤其,针对厚度超过110mm的钢板超声波探伤易出现裂纹、气孔等重大缺陷,导致高强度结构件在技术要求和使用要求方面难以得到保证,经常出现各种磨损、断裂等失效现象,维修更换率较高,寿命较低,难以满足生产需要。

发明内容

本发明提供了一种高强度结构用低合金高强度钢板锻件及锻造方法。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种高强度结构用低合金高强度钢板锻件,包括以下重量百分比的配方成分:

C0.12-0.21%、Si0.20-0.35%、Mn0.45-0.70%、Cr0.85-1.20%、Ni1.20-1.50%、Mo0.45-0.60%、B0.001-0.005%、Nb≤0.06%、Ti0.01-0.10%、P≤0.020%、S≤0.010%,余量为Fe;

碳当量为CE,且CE=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15≤0.68%,其中,配方成分未涉及的元素视为0。

含碳量增加,钢的屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性降低,当含碳量超过0.23%时,钢的焊接性能变坏,因此,用于焊接的低合金结构钢,含碳量一般不超过0.20%。同时,碳量高还会降低耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀。此外,碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。

硅在炼钢过程中作为还原剂和脱氧剂,所以镇静钢含有0.15-0.30%的硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60%就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限、屈服点和抗拉强度。

锰在炼钢过程中作为良好的脱氧剂和脱硫剂,一般钢中含锰0.30-0.50%。在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”,较一般钢量的钢不但有足够的韧性,且有较高的强度和硬度,提高钢的淬硬性,改善钢的热加工性能。同时,锰量增高,减弱钢的抗腐蚀能力,降低焊接性能。

在一般情况下,磷是钢中有害元素,增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏。因此,通常要求钢中含磷量小于0.045%,优质钢要求更低些。

硫在通常情况下也是有害元素,使钢产生热脆性,降低钢的延展性和韧性,在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利,降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.035%,优质钢要求更低一些。

在结构钢和工具钢中,铬能显著提高强度、硬度和耐磨性,但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性,因而是不锈钢、耐热钢的重要合金元素。但是,铬能显著提高钢的脆性转变温度,促进钢的回火脆性。

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