專利名稱：一種屈服強(qiáng)度700MPa級(jí)工程機(jī)械用調(diào)質(zhì)鋼板及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種屈服強(qiáng)度700MI^級(jí)工程機(jī)械用調(diào)質(zhì)鋼 板及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，低合金高強(qiáng)鋼在工程機(jī)械、煤炭機(jī)械及港口機(jī)械等方 面得到越來越廣泛的應(yīng)用。為滿足各類機(jī)械設(shè)備大型化、輕量化和高參數(shù)方向的發(fā)展要求， 低合金高強(qiáng)鋼既要有足夠的強(qiáng)度，還需具有良好的韌性及成形性能。近年來，國內(nèi)中厚板 企業(yè)新建的現(xiàn)代化熱處理線相繼投產(chǎn)，高強(qiáng)鋼板的生產(chǎn)裝備條件與生產(chǎn)能力已得到明顯提 升，低合金高強(qiáng)度鋼板的研究與開發(fā)得到了更多的關(guān)注。目前，屈服強(qiáng)度700MPa以上高強(qiáng)鋼板已廣泛地應(yīng)用于工程機(jī)械行業(yè)，國內(nèi)生產(chǎn) 該強(qiáng)度級(jí)別的調(diào)質(zhì)板材主要存在產(chǎn)品規(guī)格比較單一，合格率較低，合金元素加入量多等問 題。國外的SSAB O^WXDillingerHUtte (德國)、JFE (日本)等知名鋼鐵企業(yè)的產(chǎn)品雖 具有較高的性能附加值，但價(jià)格普遍比較昂貴。本發(fā)明基于現(xiàn)狀，提出了一種屈服強(qiáng)度超過 700MPa、具有良好韌塑性能的高強(qiáng)結(jié)構(gòu)鋼化學(xué)成分體系，其特點(diǎn)在于碳當(dāng)量不超過0. 6，可 滿足fTeOmm不同厚度規(guī)格產(chǎn)品的性能要求。本發(fā)明涉及的軋制及熱處理工藝簡單，軋后采 用空冷，熱處理參數(shù)可控范圍較寬，產(chǎn)品綜合性能良好，具有很好的開發(fā)價(jià)值及市場前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種屈服強(qiáng)度700MPa級(jí)工程機(jī)械用調(diào)質(zhì)鋼板及其制備方法， 制備出具有高強(qiáng)韌性能、良好加工性與焊接性的調(diào)質(zhì)鋼板。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
屈服強(qiáng)度700MI^級(jí)工程機(jī)械用調(diào)質(zhì)鋼板的化學(xué)成分重量百分比為C 0. 1Γ0. 14%、 Si 0. 2 0. 4%、Mn 1. Γ . 5%、P 彡 0. 02%、S 彡 0. 003%、Al 0. 02 0. 04%、Nb 0. 02 0. 04%、Ti 0. ΟΓΟ. 03%、B 0. ΟΟΓΟ. 003%、Cr 0. 2 0. 5%、Ni 0. Γθ. 3%，其余為 Fe 及其它不可避免的雜 質(zhì)；同時(shí)滿足碳當(dāng)量 CEV(%) =C + Mn/6 + (V + Cr + Mo)/5 + (Cu + Ni)/15 彡 0. 6 ；
屈服強(qiáng)度700ΜΙ^級(jí)工程機(jī)械用調(diào)質(zhì)鋼板的性能指標(biāo)為屈服強(qiáng)度> 700MPa，抗拉強(qiáng)度 彡790MPa，伸長率彡16. 0%，沖擊功(-40°C )彡100J ；
屈服強(qiáng)度700MPa級(jí)工程機(jī)械用調(diào)質(zhì)鋼板的制備方法，包括以下工藝步驟鐵水脫硫、 冶煉、精煉、連鑄、坯料加熱、軋制、空冷、淬火處理和回火處理；
所述的軋制是將合格的坯料加熱至119(Tl210°C，在爐時(shí)間為45 60min。規(guī)格< 16mm 鋼板采用非控軋方式，開軋溫度1150°C，終軋溫度830°C;規(guī)格> 16mm鋼板采用兩階段的控 制軋制，精軋開軋溫度為87(T950°C，終軋溫度彡8400C ；
所述的淬火處理工藝參數(shù)為淬火溫度90(T940°C，在爐時(shí)間為45 85min，然后利用 淬火機(jī)淬火后回火，淬火機(jī)輥道速度0. 35m/s ；回火工藝參數(shù)為加熱溫度61(T650°C，在爐 時(shí)間100 180min，最后空冷至室溫。
本發(fā)明的工程機(jī)械用高強(qiáng)調(diào)質(zhì)鋼板具有以下優(yōu)點(diǎn)
(1)本發(fā)明鋼板具有較高的強(qiáng)度及低溫沖擊韌性，屈服強(qiáng)度不低于700MPa，抗拉強(qiáng)度 在790MPa以上，伸長率不低于16. 0%，沖擊功(_40°C )不低于100J，6 60mm規(guī)格產(chǎn)品均具 有優(yōu)良的強(qiáng)韌性能；
(2)本發(fā)明鋼板厚度規(guī)格可控制在6飛0mm，化學(xué)成分以C-Mn-Nb-Ti-B為基礎(chǔ)，適量加 入Cr、M即可，為實(shí)現(xiàn)高性能附加值，充分利用所選元素對(duì)鋼淬透性及強(qiáng)韌性影響的協(xié)同 作用，碳當(dāng)量CEV (%) ^ 0.6 ；
(3)本發(fā)明鋼板采用調(diào)質(zhì)熱處理生產(chǎn)方式，回火索氏體顯微組織保證了高強(qiáng)鋼性能的 穩(wěn)定與均勻性，產(chǎn)品厚度可達(dá)60mm，產(chǎn)品板形性能良好；
(4)本發(fā)明鋼的冶煉、軋制、熱處理等工序無復(fù)雜及苛刻的控制要求，生產(chǎn)工藝比較簡
具體實(shí)施例方式例1 選配厚度IOmm高強(qiáng)韌工程機(jī)械用調(diào)質(zhì)鋼板的化學(xué)成分，重量百分比是C 0. 11%, Mn 1. 1%，Si 0. 2%, P 0. 014%,S 0. 002%, Al 0. 02%, Nb 0. 02%, Ti 0. 01%, B 0. 001%, Cr 0. 2%，Ni 0. 11%，其余為!^e及不可避免的雜質(zhì)；
將合格的坯料加熱至1190°C，保溫45min，開軋溫度為1150°C，不控軋，道次壓下率為 10 30%，終軋溫度為830°C，軋后空冷至室溫；淬火加熱溫度為900°C，在爐時(shí)間45min ；回火 溫度為610°C，在爐時(shí)間IOOmin ；
最終鋼板產(chǎn)品金相組織為回火索氏體，屈服強(qiáng)度為820MPa，抗拉強(qiáng)度為860MPa，伸長 率為17. 0%，-40°C沖擊功為111J，碳當(dāng)量約0. 34%，具有良好的綜合力學(xué)性能。例2 選配厚度30mm高強(qiáng)韌工程機(jī)械用調(diào)質(zhì)鋼板的化學(xué)成分，重量百分比是C 0. 13%, Mn 1. 35%, Si 0. 25%, P 0. 019%, S 0. 003%, Al 0. 027%, Nb 0. 026%, Ti 0. 012%, B 0. 002%, Cr 0. 32%，Ni 0. 20%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)；
將合格的坯料加熱至1200°C，保溫50min，粗軋開軋溫度為1150°C，粗軋終軋溫度為 1080°C，精軋開軋溫度為950°C，終軋溫度為850°C，各道次壓下率為10 30%，軋后空冷至室 溫；淬火加熱溫度為920°C，在爐時(shí)間65min ；回火溫度為630°C，在爐時(shí)間140min ；
最終鋼板產(chǎn)品金相組織以回火索氏體為主，心部出現(xiàn)少量下貝氏體，屈服強(qiáng)度為 780MPa，抗拉強(qiáng)度為825MPa，伸長率為18. 5%，_40°C沖擊功為180J，碳當(dāng)量約0. 43%，具有良 好的綜合力學(xué)性能。例3 選配厚度50mm高強(qiáng)韌工程機(jī)械用調(diào)質(zhì)鋼板的化學(xué)成分，重量百分比是 C 0. 14%, Mn 1. 5%, Si 0. 38%, P 0. 015%, S 0. 002%, Al 0. 04%, Nb 0. 038%, Ti 0. 03%, B 0. 0026%, Cr 0. 48%，Ni 0. 27%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)；
將合格的坯料加熱至1210°C，保溫60min，粗軋開軋溫度為1150°C，粗軋終軋溫度為 1070°C，精軋開軋溫度為880°C，終軋溫度為840°C，各道次壓下率為10 30%，軋后空冷至室 溫；淬火加熱溫度為940°C，在爐時(shí)間85min ；回火溫度為650°C，在爐時(shí)間180min ；
最終鋼板產(chǎn)品金相組織以回火索氏體為主，心部出現(xiàn)少量下貝氏體，屈服強(qiáng)度為 790MPa,抗拉強(qiáng)度為835MPa，伸長率為18%，_40°C沖擊功為195J，碳當(dāng)量約0. 51%，具有良好 的綜合力學(xué)性能。
權(quán)利要求
1.一種屈服強(qiáng)度700MI^級(jí)工程機(jī)械用調(diào)質(zhì)鋼板，其特征在于該鋼板的化學(xué)成分 重量百分比為c 0. ΓΟ. 14%、Si 0. 2 0. 4%、Mn 1. Γ . 5%、P 彡 0. 02%、S 彡 0. 003%、 Al 0. 02 0. 04%、Nb 0. 02 0. 04%、Ti 0. θΓθ. 03%, B 0. 00Γθ. 003%, Cr 0. 2 0. 5%、Ni 0. Γ0. 3%，其余為Fe及其它不可避免的雜質(zhì)；同時(shí)滿足碳當(dāng)量CEV(%) =C + Mn/6 + (V + Cr + Mo)/5 + (Cu + Ni)/15 彡 0. 6。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種屈服強(qiáng)度700MPa級(jí)工程機(jī)械用調(diào)質(zhì)鋼板，其特征在于 該鋼板的性能指標(biāo)為屈服強(qiáng)度> 700MPa，抗拉強(qiáng)度> 790MPa，伸長率> 16. 0%，沖擊功 (-40 0C )彡 100J。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種屈服強(qiáng)度700MPa級(jí)工程機(jī)械用調(diào)質(zhì)鋼板的制備方法，包 括以下工藝步驟鐵水脫硫、冶煉、精煉、連鑄、坯料加熱、軋制、空冷、淬火處理和回火處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種屈服強(qiáng)度700MPa級(jí)工程機(jī)械用調(diào)質(zhì)鋼板的制備方法， 其特征在于所述的軋制是將合格的坯料加熱至119(T1210°C，在爐時(shí)間為45 60min ；規(guī)格 < 16mm鋼板采用非控軋方式，開軋溫度1150°C，終軋溫度830°C ；規(guī)格彡16mm鋼板采用兩 階段的控制軋制，精軋開軋溫度為87(T950°C，終軋溫度> 840°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種屈服強(qiáng)度700MPa級(jí)工程機(jī)械用調(diào)質(zhì)鋼板的制備方法，其 特征在于所述的淬火處理工藝參數(shù)為淬火溫度90(T940°C，在爐時(shí)間為45 85min，然后 選用淬火機(jī)淬火后回火，淬火機(jī)輥道速度0. 35m/s ；回火工藝參數(shù)為加熱溫度61(T650°C， 在爐時(shí)間100 180min，最后空冷至室溫。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種屈服強(qiáng)度700MPa級(jí)工程機(jī)械用鋼板及其制備方法。要點(diǎn)是發(fā)明鋼的化學(xué)成分重量百分比為C0.11~0.14%、Si0.2~0.4%、Mn1.1~1.5%、P≤0.02%、S≤0.003%、Al0.02~0.04%、Nb0.02~0.04%、Ti0.01~0.03%、B0.001~0.003%、Cr0.2~0.5%、Ni0.1~0.3%，其余為Fe及其它不可避免的雜質(zhì)。生產(chǎn)方法為將優(yōu)質(zhì)的坯料加熱至1190~1210℃，執(zhí)行軋制工藝，軋后空冷；在900~940℃進(jìn)行淬火，610~650℃回火。本發(fā)明工程機(jī)械用高強(qiáng)鋼金相組織為回火索氏體，軋制及熱處理工藝簡單；本發(fā)明鋼具有高強(qiáng)韌性能、良好加工與焊接性能，且成本低廉，市場前景十分廣闊。
文檔編號(hào)C22C38/54GK102080190SQ20111003757
公開日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2011年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月14日
發(fā)明者劉麗華, 康健, 王國棟, 王昭東 申請(qǐng)人:東北大學(xué), 南京鋼鐵股份有限公司