專利名稱：一種低屈強比高強度鋼板及其制造方法
技術領域：
本發明涉及鋼鐵材料技術，特別涉及一種具有低屈強比高強度鋼板及其制造方法。
背景技術：
目前已有大量涉及低屈強比高強度鋼的專利技術。涉及低屈強比高強度鋼的專利技術的化學成分上分析(I)碳含量普遍偏低，除專利號為CN 101676427B的專利技術C彡0. ^^%外，其余C含量均彡0. lwt% ； (2)為保證強度都添加了大量的Ni、Cu等貴重合金元素，合金成本高。專利號為CN 101676427B的發明鋼雖然合金成分簡單且滿足低屈強比高強度的特性，但韌、塑性偏低。涉及低屈強比高強度鋼的專利技術的生產工藝上分析，CN 100343408C號專利公開了一種“高抗拉強度高韌性低屈強比貝氏體鋼及其生產方法”的技術，該技術采用TMCP+RPC+SQ工藝生產，工藝復雜，生產效率低；CN 102011068A號專利公開了 “一種780MPa級低屈強比建筑用鋼板及其制造方法”的技術，但該技術要采用UFC(超快冷技術)工藝生產，冷速為30 100°C /s，對設備要求高；CN101649420A號專利公開了“一種高強度高韌性低屈強比鋼、鋼板及其制造方法”，該技術采用TMCP工藝生產，工藝簡單，但強度偏低。

發明內容
本發明目的之一在于提供一種成分簡單、合金成本低、強度高、屈強比低的鋼板及其制造方法，所述鋼板的化學成分按質量百分比為c :0. 13 0. 2%、Si :0. 4 I. 2%,Mn I. 4 2. 0%、P 彡 0. 01%、S 彡 0. 006%,Cr :0. 3% I. 0%,Mo :0. 2% 0. 8%、Nb :0. 02
0.08%,Ti :0. 01 0. 02%，余量為Fe及其他不可避免的雜質，同時保證焊接冷裂紋敏感性系數Pcm = C+Si/30+ (Mn+Cu+Cr) /20+Mo/15+Ni/60+V/10+5B 彡 0. 3 %。本發明充分的利用了 C的強化作用，通過增加C含量來提高發明鋼的強度，減少Cr、Mo等合金元素的添加，避免了 Ni、Cu合金元素的添加。為了避免C含量過高而造成對焊接性能的不利影響，規定焊接冷裂紋敏感性系數Pem = C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Mo/15+Ni/60+V/10+5B ( 0. 30%。本發明還含有較高的Si、Mn含量，其中Si含量在0. 4 I. 2%之間，Mn含量在I. 4 2. 0%之間，Si、Mn均是鋼中最常用的合金元素，原料成本低，固溶強化效果明顯，Si還具有促進鐵素體形成的作用，有利于兩相區正火時鐵素體的形成。本發明還添加了一定量的Cr和Mo以提高鋼板的淬透性和強度，使鋼板在軋制完成后的冷卻過程中，形成較多的細小貝氏體或馬氏體組織。本發明還添加了微量的Nb、Ti微合金元素，避免加熱和軋制時奧氏體晶粒粗大。本發明的另一目的在于提供了一種低屈強比高強度鋼板的制造方法，包括以下步驟I)在冶煉澆鑄工序中，按照上述的化學組分冶煉、澆鑄成板坯；
2)在加熱工序中，板坯加熱溫度為1100 1200°C ；3)在軋制工序中，采用兩階段控制軋制，終軋溫度為800 850°C ；4)在冷卻工序中，采用軋后快速冷卻，冷速為彡IO0C /s，終冷溫度彡550°C，之后
空冷至室溫；5)在熱處理工序中，鋼板在760 840°C范圍內進行兩相區正火，加熱保溫時間系數為 I. 5 2. 5min/mm+20min,冷速為 0. 5 5°C /s。軋制工藝上，本發明采用廣泛使用的TMCP(控制軋制+軋后加速冷卻)技術。通過TMCP技術加上Nb、Ti微合金元素的作用可使鋼的晶粒得到充分細化；軋后通過加速冷卻以及Cr、Mo合金元素的作用可獲得細小的貝氏體或馬氏體組織，為后續兩相區正火做準備。
熱處理工藝上，本發明采用兩相區正火工藝。兩相區正火后，得到細小的針狀體素體和貝氏體/馬氏體組織，通過硬相(貝氏體/馬氏體)和軟相(針狀鐵素體)的復合作用使得本發明鋼兼具高強度和低屈強比的特性，同時還具有良好的韌、塑性。根據以上成分和工藝生產的低屈強比高強度鋼板的屈服強度彡450Mpa，抗拉強度彡800MPa，屈強比彡0. 75，延伸率彡20%, _20°C沖擊功彡80J。本發明的有益效果在于本發明鋼改變傳統低屈強比高強度鋼低C的特點，增加C含量，充分發揮C的強化作用，同時以低廉的Si、Mn、Cr為主要的合金添加元素，而不添加Ni、Cu等貴重合金元素，降低了合金成本，而且鋼中不含Cu、Ni有利于廢鋼的回收利用，屬于環保型鋼；熱處理時采用兩相區正火工藝即可獲得鐵素體+馬氏體/貝氏體復相組織，避免了傳統的淬火工藝帶來的淬火不均勻、板形不易控制等問題。


圖I為本發明實施例I鋼板的光學顯微組織照片；圖2為本發明實施例3鋼板的光學顯微組織照片。
具體實施例方式下面用實施例對本發明作進一步闡述，但這些實施例絕非對本發明有任何限制。本領域技術人員在本說明書的啟示下對本發明實施中所作的任何變動都將落在權利要求書的范圍內。實施例I一種低屈強比高強度鋼板，其化學成分質量百分比為C 0. 15%, Si 0. 6%, Mn I. 7%,P 0. 0075%,S 0. 0057%,Cr :0. 43%,Mo :0. 24%,Nb :0. 04%,Ti :0. 015%，余量為Fe及不可避免的夾雜，焊接裂紋敏感性系數Pcm = C+Si/30+ (Mn+Cu+Cr) /20+Mo/15+Ni/60+V/10+5B = 0. 29% ；制造方法鋼坯加熱溫度為1200°C，粗軋開軋溫度為1060°C，精軋開軋溫度為930°C，終軋溫度為829°C，終冷溫度為460°C，冷速為15°C /s ；熱處理工藝兩相區正火溫度為760°C，保溫時間為2min/mm+20min，冷卻速率為
20C /S。力學性能結果如表I所示。
實施例2一種低屈強比高強度鋼板，其化學成分質量百分比為C 0. 13%, Si 0. 68%, Mn I. 8%, P 0. 0062%, S 0. 0046%, Cr :0. 52%, Mo :0. 41%, Nb :0. 056%, Ti :0. 013%，余量為Fe及不可避免的夾雜，焊接裂紋敏感性系數Pcm = C+Si/30+ (Mn+Cu+Cr) /20+Mo/15+Ni/60+V/10+5B = 0. 30% ；制造工藝鋼坯加熱溫度為1150°C，粗軋開軋溫度為1050°C，精軋開軋溫度為920°C，終軋溫度為819°C，終冷溫度為482°C，冷速為17°C /s ；熱處理工藝兩相區正火溫度為790°C，保溫時間為I. 5min/mm+20min，冷卻速率
為 4。。/S。力學性能結果如表I所示。
實施例3一種低屈強比高強度鋼板，其化學成分質量百分比為C 0. 16%, Si 0. 52%, Mn I. 6%,P 0. 0084%, S 0. 0050%, Cr :0. 40%,Mo :0. 23%,Nb :0. 04%,Ti :0. 014%，余量為Fe及不可避免的夾雜，焊接裂紋敏感性系數Pcm = C+Si/30+ (Mn+Cu+Cr) /20+Mo/15+Ni/60+V/10+5B = 0. 29% ；制造工藝鋼坯加熱溫度為1200°C，粗軋開軋溫度為1050°C，精軋開軋溫度為920°C，終軋溫度為821°C，終冷溫度為500°C，冷速為15°C /s ；熱處理工藝兩相區正火溫度為820°C，保溫時間為2min/mm+20min，冷卻速率為
30C /S。力學性能結果如表I所示。實施例4一種低屈強比高強度鋼板，其化學成分質量百分比為C 0. 18%, Si 0. 46%, Mn
I.4%,P 0. 0056%, S 0. 006%,Cr :0. 32%,Mo :0. 24%,Nb :0. 042%,Ti :0. 013%，余量為Fe及不可避免的夾雜，焊接裂紋敏感性系數Pcm = C+Si/30+ (Mn+Cu+Cr) /20+Mo/15+Ni/60+V/10+5B = 0. 3% ；制造工藝鋼坯加熱溫度為1180°C，粗軋開軋溫度為1020°C，精軋開軋溫度為930°C，終軋溫度為832°C，終冷溫度為400°C，冷速為15°C /s ；熱處理工藝兩相區正火溫度為820°C，保溫時間為2min/mm+20min，冷卻速率為
40C /S。力學性能結果如表I所示。表I各實施例中發明鋼的力學性能結果
Rp0.2/MPaRm/MPaRp0.2/RmA/%Akv(-20。。)/J
實施例 I540m0 672i~l98
實施例 24768060 5925 6U8
實施例 35848290 7022 6102實施例 4613872~070~20~86各實施例中發明鋼屈服強度在475 615MPa，抗拉強度在806 872MPa，屈強比在0. 59 0. 70，-20°C沖擊功在85 120J，延伸率在20 26 %，具 有高強度和低屈強比特性，同時具有良好的韌、塑性。
權利要求
1.一種低屈強比高強度鋼板，其特征在于，所述鋼板包含的組分及其重量百分比含量分別為C :0. 13 0. 2%、Si :0. 4 I. 2%、Mn :1. 4 2. 0%、P ≤0. 01%、S ≤0. 006%、Cr :0.3% I. 0%,Mo 0. 2% 0. 8%,Nb :0. 02 0. 08%,Ti :0. 01 0. 02%，余量為 Fe 及不可避免的雜質； 該鋼板的化學組分同時滿足Pcm = C+Si/30+ (Mn+Cu+Cr)/20+Mo/15+Ni/60+V/10+5B ≤0. 3%。
2.根據權利要求I所述的低屈強比高強度鋼板，其特征在于所述鋼板的屈服強度≥450MPa，抗拉強度≥800MPa，屈強比≤0. 75，延伸率≥20%，_20°C沖擊功≥80J。
3.如權利要求I所述的低屈強比高強度鋼板的制造方法，其特征在于 1)在冶煉澆鑄工序中，按照權利要求I所述的化學組分冶煉、澆鑄成板坯； 2)在加熱工序中，板坯加熱溫度為1100 1200°C； 3)在軋制工序中，采用兩階段控制軋制，終軋溫度為800 850°C； 4)在冷卻工序中，采用軋后快速冷卻，冷速為>IO0C /s，終冷溫度彡550°C，之后空冷至室溫； 5)在熱處理工序中，鋼板在760 840°C范圍內進行兩相區正火，加熱保溫時間系數為L 5 2. 5min/mm+20min,冷速為 0. 5 5°C /s。
全文摘要
本發明提供了一種低屈強比高強度鋼板及其制造方法。該鋼化學成分按質量百分比為C0.13～0.2％、Si0.4～1.2％、Mn1.4～2.0％、P≤0.01％、S≤0.006％、Cr0.3～1.0％、Mo0.2～0.8％、Nb0.02～0.08％、Ti0.01～0.02％，余量為Fe及不可避免的雜質，同時滿足Pcm≤0.3％。該鋼制造方法為鋼坯經加熱、粗軋、精軋、軋后加速冷卻至550℃以下，然后空冷至室溫，隨后進行760～840℃正火處理。本發明通過低合金化處理，大大降低了生產成本，獲得鋼板的組織為鐵素體+馬氏體/貝氏體復相組織，屈服強度≥450MPa，抗拉強度≥800MPa，可廣泛適用于建筑、橋梁、管線、海洋平臺等領域。
文檔編號C22C38/38GK102719753SQ20121016813
公開日2012年10月10日 申請日期2012年5月28日 優先權日2012年5月28日
發明者曲錦波, 楊浩 申請人:江蘇省沙鋼鋼鐵研究院有限公司