一種高強韌性特厚低合金調(diào)質(zhì)鋼及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于低合金鋼技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高強韌性特厚低合金調(diào)質(zhì)鋼及其制 備方法。尤其針對高強韌性特厚低合金調(diào)質(zhì)鋼A514。
【背景技術(shù)】
[0002] 低合金調(diào)質(zhì)高強鋼以其較高的強度、優(yōu)異的塑韌性和良好的焊接性能，廣泛應用 于工程機械、電力、壓力容器、汽車等領(lǐng)域。焊接是影響低合金調(diào)質(zhì)鋼應用至關(guān)重要的因素。 低合金調(diào)質(zhì)高強鋼含碳量較低，一般都在〇. 18 %以下，其良好的綜合機械性能是通過在低 碳基礎(chǔ)上加入多種提高淬透性的合金元素及后續(xù)調(diào)質(zhì)熱處理，獲得強度高、韌性好的低碳 板條馬氏體和部分下貝氏體組織而得到。此類鋼合金系統(tǒng)復雜、淬硬性大，在焊接過程中出 現(xiàn)的主要問題包括：熱影響區(qū)的軟化及脆化、焊接冷裂紋。
[0003] 根據(jù)美國標準ASTM A514/A514M-2009,此標準對不同厚度規(guī)格A514系列低合 金調(diào)質(zhì)鋼的具體牌號、成分及綜合力學性能均有嚴格限制。例如，厚度上限規(guī)格150mm的 A514Gr. E、A514Gr. P及A514Gr. Q，對元素 C、Mn有嚴格的限制，同時要求加入大量的合金元 素 Cr、Mo、Ni、Cu等；在加入較多合金元素的基礎(chǔ)上，通過高溫淬火及高溫回火，獲得強度、 韌性及塑性等指標優(yōu)良的低合金調(diào)質(zhì)高強鋼。如文獻"ASTMA514Gr. Q鋼焊接工藝"指出 A514Gr. Q屬于高屈服強度調(diào)質(zhì)合金鋼，但在焊接時容易出現(xiàn)裂紋或韌性下降的現(xiàn)象。表1 及表2為美國標準對A514系列調(diào)質(zhì)高強鋼具體要求。
[0004] 表1不同規(guī)格A514調(diào)質(zhì)鋼性能及工藝要求
【主權(quán)項】
1. 一種高強韌性特厚低合金調(diào)質(zhì)鋼，其特征在于，化學成分按重量百分比為，C: 0· 13 % ?0· 17 % ;Si :0· 15 % ?0· 40 % ;Mn : L 20 % ?L 40 % ;Cr :0· 40 % ?0· 60 % ;Mo : 0· 30%?0· 40% ;Ni :0· 20%?0· 40% ;B :0· 0010%?0· 0030% ;Nb :0· 015%?0· 035% ; V :0· 035 % ?0· 060 % ;Ti :0· 010 % ?0· 020 % ;Alt :0· 020 % ?0· 040 % ;P :0· 005 % ? 0· 010% ;S :0· 002?0· 0050% ;碳當量Ceq:0. 54?0· 60 ;其余為Fe及不可避免雜質(zhì)。
2. -種權(quán)利要求所述調(diào)質(zhì)鋼的制備方法，其特征在于，具體步驟及參數(shù)如下： 1) 鋼水冶煉：鐵水脫硫扒渣一轉(zhuǎn)爐冶煉一LF爐精煉一RH真空處理；在冶煉過程中，嚴 格控制P、S含量，質(zhì)量百分比范圍P :0. 005%?0. 010%，S :0. 002?0. 0050%;碳當量Ceq 值：0· 54 ?(λ 60 ; 2) 板述燒鑄：燒鑄過程進行恒拉速操作，拉速范圍：0. 50m/min?0. 70m/min ;鋼述凝 固前對板坯進行輕微壓縮，控制固相率范圍：f = 〇. 30?0. 80,總壓下量：2. Omm?3. 0mm， 保證鑄述中心偏析C類< I. 0 ;真空時間15min?20min，深真空處理時間12min?15min ; 3) 板坯加熱：用步進梁式加熱爐將鋼坯加熱至設(shè)定均熱溫度1180°C?1220°C，在爐時 間360min?450min，保證鋼述充分奧氏體化； 4) 鋼板軋制：采用兩階段控軋控冷工藝，再結(jié)晶區(qū)軋制+非再結(jié)晶區(qū)軋制+弱水冷工 藝；再結(jié)晶區(qū)軋制階段結(jié)束溫度為950°C?KKKTC ;再結(jié)晶區(qū)軋制階段總壓下量為50%? 60% ;再結(jié)晶區(qū)乳制最后2?3乳制道次的單道次壓下量為30mm?40mm，最后1?2乳制 道次的單道次壓下率為15%?20%;待溫厚度為鋼板成品厚度+80mm?IOOmm ;非再結(jié)晶區(qū) 軋制開始溫度為850°C?870°C，結(jié)束溫度為790°C?810°C;鋼板軋制后進入層流冷卻裝置 冷卻，鋼板入水溫度為760°C?780°C，終冷溫度為650°C?700°C，冷速為5°C /S?KTC / S ;鋼板冷卻完成后下線堆垛緩冷，堆冷溫度500°C?600°C，堆冷時間48h?72h ; 5) 調(diào)質(zhì)熱處理：淬火溫度900°C?950°C，保溫時間40min?80min ;回火溫度640°C? 670°C，保溫時間IOOmin?150min，其余過程執(zhí)行加熱爐加熱模型參數(shù)。
【專利摘要】一種高強韌性特厚低合金調(diào)質(zhì)鋼及其制備方法，屬于低合金鋼技術(shù)領(lǐng)域?；瘜W成分按重量百分比為，C：0.13％～0.17％；Si：0.15％～0.40％；Mn：1.20％～1.40％；Cr：0.40％～0.60％；Mo：0.30％～0.40％；Ni：0.20％～0.40％；B：0.0010％～0.0030％；Nb：0.015％～0.035％；V：0.035％～0.060％；Ti：0.010％～0.020％；Alt：0.020％～0.040％；P：0.005％～0.010％；S：0.002～0.0050％；碳當量Ceq:0.54～0.60；其余為Fe及不可避免雜質(zhì)。優(yōu)點在于：綜合力學性能優(yōu)良，鋼板厚度方向力學性能差異小且均勻；鋼板內(nèi)部質(zhì)量優(yōu)良，探傷無缺陷。
【IPC分類】C22C33-04, C22C38-54, C21D1-25, C21D8-02
【公開號】CN104561822
【申請?zhí)枴緾N201410787329
【發(fā)明人】宋欣, 王志勇, 王振強, 李濤, 諶鐵強, 熊歸, 顧林豪, 王豹, 王根磯, 劉印良, 白學軍, 閆智平, 劉海龍, 周德光, 趙久梁
【申請人】秦皇島首秦金屬材料有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月17日