一種低焊接裂紋敏感性高強鋼的生產方法
【專利摘要】本發明公開了一種低焊接裂紋敏感性高強鋼的生產方法，所述高強鋼由C、Ni、Mn、Si、V、Ti、Cr和Fe組成；所述制備方法包括如下步驟：鐵水脫硫、轉爐冶煉、RH真空處理、連鑄、板坯加熱、熱軋、層流冷卻、卷取、酸洗、冷軋、退火、平整。該鋼具備低焊接裂紋敏感性，焊接性能優異，可簡化焊接工藝，降低成本，適應大生產要求。該鋼抗拉強度Rm≥7200MPa，-20℃AKV≥54J，強度大大高于現行調質壓力容器用鋼標準GB19189中的鋼種。鋼板合金元素少，制造工藝簡單，生產成本低，可高效率生產。
【專利說明】一種低焊接裂紋敏感性高強鋼的生產方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鋼鐵冶金【技術領域】，尤其涉及一種低焊接裂紋敏感性高強鋼的生產方法。
【背景技術】
[0002]JP08209238公開了一種“通過加熱含S1、Mn、Mo、N1、V、Al、T1、B獲得優異焊接裂紋敏感性的高強鋼的制造方法”，該專利中鋼板雖然同時具備低裂紋敏感性和抗大線能量焊接性能，但對鋼中Nb、V含量以公式625Nb+250V+210Ceq = 40+t (t為鋼板厚度mm)來加以限定。
[0003]JP54130426 提供了化學成分(wt% )為 C:0.001 ~0.030、Si:0.05 ~0.50、Mn:1.00 ~3.00, Cu ≤1.00、Ni ≤2.50、Cr ≤1.00、Mo ≤1.00、V ≤ 0.15、Nb ≤0.050、Al:
0.005~0.007以及Pcm:0.10~0.30，輸送天然氣管線用低焊接裂紋和抗氫致裂紋敏感性軋態高拉伸強度鋼的制造方法。
[0004]中國專利200510047196提供了一種高強度低焊接裂紋敏感性厚鋼板及其生產方法。采用如下化學成分(wt% ):C:0.06 ~0.09、Si:0.15 ~0.55、Mn:1.00 ~1.60、P:(0.015、S:≤ 0.006、Ni:0.15 ~0.40、Cr 0.30、Mo:≤ 0.30、Cu:≤ 0.30、V:0.02 ~0.06、Nb:0.005~0.05、Als:0.010~0.04，余量為Fe及不可避免的夾雜，鋼的化學成分還必須滿足:PM ≤0.20 ；Ceq ≤0.42，采用奧氏體完全再結晶區+奧氏體未再結晶區兩個階段控制軋制、在線層流冷卻及離線回火等工藝，生產出的鋼板抗拉強度>610MPa。
[0005]中國專利200610018010提供了一種低焊接裂紋敏感性鋼板及其生產方法，由以下重量百分含量的化學成分組成0.07，S1:0.15~0.40,Mn:1.00~1.60，P≤0.015，S ≤ 0.010，Cu ≤0.30,Ni ≤0.50,Cr ≤0.30,Mo ≤0.30,0.08,Nb ≤0.08，Ti:0.010 ~
0.020，B^0.003，其余為Fe和不可避免的雜質。該發明鋼是通過低碳貝氏體型成分設計及控軋控冷+回火的工藝，生產出符合低焊接裂紋敏感性的要求(Pcm≤0.20%)的600MPa級WDB620鋼板。
[0006]上述專利申請或者成本較高，或者強度較低，在某些應用場合不能完全滿足需求
【發明內容】

[0007]本發明的目的在于提出一種低焊接裂紋敏感性高強鋼的生產方法，該方法制備的高強鋼的強度大于720MPa，并且生產成本低。
[0008]為達此目的，本發明采用以下技術方案:
[0009]一種低焊接裂紋敏感性高強鋼的生產方法，所述高強鋼以重量百分數計由下列組份組成:c:0.18 ~0.23 % ；N1:1.40 ~1.70 % ；Mn:1.50 ~1.80 % ；Si ^ 0.50 % ；P ≤ 0.040% ；S ^ 0.015%, V:0.03 ~0.05%、Ti:0.04 ~0.06%, Cr:0.6 ~0.8% ;余量為Fe及不可避免的雜質；所述制備方法包括如下步驟:鐵水脫硫、轉爐冶煉、RH真空處理、連鑄、板坯加熱、熱軋、層流冷卻、卷取、酸洗、冷軋、退火、平整；其中，所述RH真空處理的時間控制在10~15min ;鋼水出鋼溫度在1600~1620°C，連鑄溫度在1530~1550°C ;所述板坯加熱溫度控制在1180~1220°C ;所述熱軋的粗軋溫度控制在1120~1140°C，終軋溫度控制在890~910°C;所述層流冷卻速度控制在12~16°C /s ;所述卷取溫度控制在540~5600C ;所述冷軋壓下率控制在60~80% ;所述退火溫度溫660~680°C，時間為20~30分鐘。
[0010]本發明的化學成分作用機理如下:
[0011]C是理想的間隙強化元素，其價格低廉，強化效果十分明顯，碳含量越高對強化效果越好。但碳含量過高，對焊接性能不利。除了增加強度以外，碳在本發明中對塑性的改善也起到至關重要的作用。高溫下碳可固溶在未轉變的奧氏體中，提高奧氏體的穩定性，通過控制冷卻，在室溫下獲得穩定性良好的殘余奧氏體。殘余奧氏體在外力作用下，吸收裂紋前端應力，減緩裂紋失穩過程，從而提高材料塑性；同時，殘余奧氏體轉變為馬氏體，可以提高材料強度。所以，以碳元素為主要穩定元素之一的殘余奧氏體，可以同時提高材料的強度和塑性。
[0012]Ni是強韌化元素，具有強烈的細化晶粒作用和穩定殘余奧氏體。
[0013]Mn元素是常規的強韌化元素，作為奧氏體形成元素，在擴大奧氏體區，降低終軋溫度，推遲奧氏體轉變，可以同時起到細化晶粒和穩定殘余奧氏體的作用。但錳元素含量太高，一方面增加成本，另一方面增加鋼的淬透性，使焊接組織出現硬化層導致裂紋焊縫及熱影響區裂紋敏感性增高。
[0014]Si含量在大于0.5%時，在鋼板表面容易形成致密的氧化層，不利于冷軋前的表面酸洗，對隨后的鍍鋅或涂漆附著性能不利，因此，硅含量要求控制在0.50%以下。
[0015]P、S為有害雜質，其含量越低越好，P含量要求小于0.040%，S含量要求小于
0.015%。
[0016]V、T1、Cr等微合金元素的復合沉淀析出保證鋼材獲取足夠的韌性和強度。本發明鋼經軋制及調質熱處理后，具有極優綜合力學性能、冷熱加工性能和焊接性能。本發明鋼可采用手弧焊、埋弧焊、氣體保護焊、電渣焊或鎢極惰性氣體保護焊等方法焊接，能有效降低焊接施工強度，提高焊接效率。
[0017]本發明鋼具有如下有益效果:
[0018]I)該鋼具備低焊接裂紋敏感性，焊接性能優異，可簡化焊接工藝，降低成本，適應大生產要求。
[0019]2)該鋼抗拉強度Rm≥7200MPa, -20°C Akv≥54J，強度大大高于現行調質壓力容器用鋼標準GB19189中的鋼種。
[0020]3)鋼板合金元素少，制造工藝簡單，生產成本低，可高效率生產。
【具體實施方式】
[0021]實施例一
[0022]一種低焊接裂紋敏感性高強鋼的生產方法，所述高強鋼以重量百分數計由下列組份組成:c:0.18% ；Ni:1.70% ；Mn:1.50% ；Si ^ 0.50% ；P ^ 0.040% ；S ^ 0.015%, V:
0.05%、Ti0.04%, Cr 0.8% ;余量為Fe及不可避免的雜質；所述制備方法包括如下步驟:鐵水脫硫、轉爐冶煉、RH真空處理、連鑄、板坯加熱、熱軋、層流冷卻、卷取、酸洗、冷軋、退火、平整；其中，所述RH真空處理的時間控制在IOmin ;鋼水出鋼溫度在1620°C，連鑄溫度在15300C;所述板坯加熱溫度控制在1220°C;所述熱軋的粗軋溫度控制在1120°C，終軋溫度控制在910°C ;所述層流冷卻速度控制在12°C /s ;所述卷取溫度控制在560°C ;所述冷軋壓下率控制在60% ;所述退火溫度溫680°C，時間為20分鐘。
[0023]實施例二
[0024]一種低焊接裂紋敏感性高強鋼的生產方法，所述高強鋼以重量百分數計由下列組份組成:c:0.23% ；Ni:1.40% ；Mn:1.80% ；Si ^ 0.50% ；P ^ 0.040% ；S ^ 0.015%, V:
0.03%、Ti:0.06%, Cr:0.6% ;余量為Fe及不可避免的雜質；所述制備方法包括如下步驟:鐵水脫硫、轉爐冶煉、RH真空處理、連鑄、板坯加熱、熱軋、層流冷卻、卷取、酸洗、冷軋、退火、平整；其中，所述RH真空處理的時間控制在15min ;鋼水出鋼溫度在1600°C，連鑄溫度在15500C;所述板坯加熱溫度控制在1180°C;所述熱軋的粗軋溫度控制在1140°C，終軋溫度控制在890°C ;所述層流冷卻速度控制在16°C /s ;所述卷取溫度控制在540°C ;所述冷軋壓下率控制在80% ;所述退火溫度溫660°C，時間為30分鐘。
[0025]實施例三
[0026]一種低焊接裂紋敏感性高強鋼的生產方法，所述高強鋼以重量百分數計由下列組份組成:c:0.20% ；Ni:1.55% ；Mn:1.65% ；Si ^ 0.50% ；P ^ 0.040% ；S ^ 0.015%, V:0.04%、Ti:0.05%, Cr 0.7% ;余量為Fe及不可避免的雜質；所述制備方法包括如下步驟:鐵水脫硫、轉爐冶煉、RH真空處理、連鑄、板坯加熱、熱軋、層流冷卻、卷取、酸洗、冷軋、退火、平整；其中，所述RH真空處理的時間控制在13min ;鋼水出鋼溫度在1610°C，連鑄溫度在15400C;所述板坯加熱溫 度控制在1200°C;所述熱軋的粗軋溫度控制在1130°C，終軋溫度控制在900°C ;所述層流冷卻速度控制在14°C /s ;所述卷取溫度控制在550°C ;所述冷軋壓下率控制在70% ;所述退火溫度溫670°C，時間為25分鐘。
【權利要求】
1.一種低焊接裂紋敏感性高強鋼的生產方法，其特征在于，所述高強鋼以重量百分數計由下列組份組成:c:0.18 ~0.23%；N1:1.40 ~1.70%；Mn:1.50 ~1.80%；Si ^ 0.50%；P ≤ 0.040% ；S ≤ 0.015%, V:0.03 ~0.05%、Ti:0.04 ~0.06%, Cr:0.6 ~0.8% ;余量為Fe及不可避免的雜質；所述制備方法包括如下步驟:鐵水脫硫、轉爐冶煉、RH真空處理、連鑄、板坯加熱、熱軋、層流冷卻、卷取、酸洗、冷軋、退火、平整；其中，所述RH真空處理的時間控制在10~15min ;鋼水出鋼溫度在1600~1620°C，連鑄溫度在1530~1550°C ;所述板坯加熱溫度控制在1180~1220°C ;所述熱軋的粗軋溫度控制在1120~1140°C，終軋溫度控制在890~910°C;所述層流冷卻速度控制在12~16°C /s ;所述卷取溫度控制在540~5600C ;所述冷軋壓下率控制在60~80% ;所述退火溫度溫660~680°C，時間為20~30分鐘。
【文檔編號】C22C33/04GK103789687SQ201210421230
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年10月29日 優先權日:2012年10月29日
【發明者】錢永清 申請人:無錫市錫山區鵝湖鎮蕩口青蕩金屬制品廠