專利名稱：：一種高強(qiáng)度低屈強(qiáng)比鋼板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及鋼鐵材料類，具體地說，本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度低屈強(qiáng)比鋼板。
背景技術(shù)：
：通常情況下，傳統(tǒng)的碳鋼或微合金鋼的屈服強(qiáng)度/抗拉強(qiáng)度即屈強(qiáng)比較高，在0.85以上或更高。例如，部分超細(xì)晶粒鋼雖然其強(qiáng)度高，但由于其加工硬化能力低，從而導(dǎo)致其均勻拉伸率較低，材料的屈服強(qiáng)度非常接近抗拉強(qiáng)度，即具有很高的屈強(qiáng)比，甚至接近1。在某些承受沖擊或碰撞的應(yīng)用領(lǐng)域如抗震用建筑結(jié)構(gòu)用鋼、汽車用鋼等領(lǐng)域，要求材料具有較低的屈強(qiáng)比，以便在材料完全破壞之前可以吸收部分能量，從而延緩材料的破壞時(shí)間。目前，熱軋低屈強(qiáng)比鋼主要有雙相鋼或多相鋼，即通過調(diào)整成分和工藝參數(shù)，使材料中的軟相(如鐵素體)和硬相(如馬氏體、貝氏體)得到有效組合或匹配，最終達(dá)到降低屈強(qiáng)比的目的。目前在汽車領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛的是熱軋雙相鋼，其典型的組織特征是在多邊形鐵素體基體上分布著島狀馬氏體，此外還有一些包含貝氏體或殘余奧氏體的復(fù)相或多相鋼。采用傳統(tǒng)的TMCP工藝生產(chǎn)的熱軋雙相鋼，其抗拉強(qiáng)度最高在800MPa左右，進(jìn)一步提高鋼的強(qiáng)度(如達(dá)到1000MPa以上)同時(shí)保持較低的屈強(qiáng)比就顯得非常困難。經(jīng)檢索，有以下專利文獻(xiàn)涉及低屈強(qiáng)比鋼種，其化學(xué)成分及力學(xué)性能分別如表1和表2所示。表1現(xiàn)有專利文獻(xiàn)涉及的低屈強(qiáng)比鋼種的化學(xué)成分(wt%)<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>CN17522600.05-0.120.30-0.600.30-0.600.05-0.150,012-0,02—51.0—0,2-1.00.1-1.5Cu:0.1-0.4Ni:0.1-0.3RE:0.001-1.2CN15663890.03-0.120-0.60.1-2.0SO,15——50.3《■1—，Cu:0-0.5Ni:0-0,5CN17894670.06-0.100.0150.450.4-1.2，14，03，340.015-0.04o馬-0.03————JP20052817640.03-0.12￡0.40.2-2.0，250.010.01-0.1——————Cu:0.05-2.0JP0.005-0.05-1,5-0.01-0.005-O扁-o扁-0.0003-0.05-0.05-Ni:0.05-2.020031474770.030.53.00.080.080.080.050.0032,01,0Ca:0,0003-0.003RE:0.0003-0.01US5352304S0.036￡0.40.7-1.1—50.00650.10.02-0.06———51.250.9Cu:1.4-1.8Ni:3.3-3.7EP548950￡0.180.5-2.50.5-2.5，510.020.01-0.1柳3—0.02-0.5—0.3-1.5—+Nb/8EP685980.03-0.15—0.6-1.80.04-0.2so扁———一—一—JP560938220.01-0.12si.o1.0-3.0，15so.oi0.02-0.1————0.2-2.0Mn+Cr:2.5-4.0表2現(xiàn)有專利文獻(xiàn)涉及的低屈強(qiáng)比鋼種的力學(xué)性能公開號工藝最小屈服強(qiáng)度MPa,厚度mm抗拉強(qiáng)度MPa屈強(qiáng)比最小延伸率％試驗(yàn)溫度夏比v型缺口沖擊試驗(yàn)平均沖擊功AKV(橫向Min)>20CN1928130TMCP295-415—460-510S0.826-40——4<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>從表1、表2可以看出，現(xiàn)有低屈強(qiáng)比鋼種的強(qiáng)度均很低，且一些專利文獻(xiàn)涉及的鋼種化學(xué)成分較為復(fù)雜，不但增加了原材料成本，且不適用于要求具有很高強(qiáng)度和低屈強(qiáng)比的工作條件?？紤]到一些特殊領(lǐng)域用鋼不僅應(yīng)具有高強(qiáng)度、低屈強(qiáng)比等性能，且應(yīng)易于生產(chǎn)，成本低廉，本發(fā)明者通過調(diào)整化學(xué)成分，采用傳統(tǒng)的TMCP軋制工藝，設(shè)計(jì)出了一種高強(qiáng)度低屈強(qiáng)比鋼板，從而完成了本發(fā)明。本發(fā)明的目的在于提供一種高強(qiáng)度低屈強(qiáng)比鋼板。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了一種高強(qiáng)度低屈強(qiáng)比鋼板，所述鋼板的化學(xué)成分包含C:0.15~0.20wt%、Si:1.0~2.0wt%、Mn:1.8~2.0wt%、Al《0.036wt%、V:0,05~0.1wt%、P《0.01wt%、S《0.005wt%、Cr:0.8~1.0wt%,余量為Fe和其它不可避免的雜質(zhì)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中所述鋼板的顯微組織為貝氏體。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中所述鋼板的顯微組織也可以為細(xì)小的貝氏體和馬氏體。與傳統(tǒng)的通過鐵素體和馬氏體雙相組織提高熱軋鋼板的強(qiáng)度和降低屈強(qiáng)比不同，本發(fā)明鋼種通過低合金化處理并采用傳統(tǒng)TMCP工藝和加速冷卻即可大幅度地提高熱軋厚鋼板的強(qiáng)度(》1200MPa)，同時(shí)鋼板的屈強(qiáng)比仍可保持在較低的水平上(《0.72)。本發(fā)明所涉及的高強(qiáng)度低屈強(qiáng)比鋼板的化學(xué)成分簡單，除了鋼中的五大元素外，僅加入合金元素V和Cr，其強(qiáng)度水平可穩(wěn)定地保持在1200MPa以上的水平。該鋼板的化學(xué)成分特點(diǎn)是含較高含量的Si和Mn以及V、Cr等，其中Si和Mn均是鋼中最常用的合金元素，原料成本較低，Mn含量相對較高的目的是穩(wěn)定奧氏體同時(shí)增加奧氏體的固溶強(qiáng)化效果。合金元素V可通過沉淀析出和細(xì)化晶粒產(chǎn)生強(qiáng)化，鋼中釩的碳氮化物析出相能顯著提高強(qiáng)度，添加少量釩就有顯著的強(qiáng)化效果，考慮到V的原材料成本較高，本發(fā)明將V控制在0.05-0.lwt%。加入較多的Cr元素可以提高鋼板的淬透性和強(qiáng)度，使鋼板在軋制完成后進(jìn)行冷卻時(shí)，避免形成珠光體而形成較多的細(xì)小的貝氏體和馬氏體組織，由于貝氏體組織本身就是鐵素體與碳化物的混合物，實(shí)際上也是軟相與硬相混合的產(chǎn)物，具有較低屈強(qiáng)比，但強(qiáng)度更高。在軋制工藝上，采用廣泛使用的TMCP+軋后加速冷卻工藝技術(shù)，終軋后通過快速冷卻工藝可獲得較多細(xì)小貝氏體組織以提高鋼的強(qiáng)度，例如，厚度40mm左右的鋼板可達(dá)1200MPa直至1500MPa以上的強(qiáng)度級別，同時(shí)具有較好的低溫沖擊韌性。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明鋼板的強(qiáng)度與傳統(tǒng)的微合金鋼相比有顯著的提高，其屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度可分別達(dá)到800MPa和1200MPa以上，同時(shí)又具有很低的屈強(qiáng)比(《0.72)和良好的韌性(-20。C時(shí)的沖擊功為72J)。從實(shí)際生產(chǎn)的角度看，鋼中無需添加貴重金屬元素Mo即可達(dá)到上述性能指標(biāo)，可有效降低鋼的生產(chǎn)成本，且本發(fā)明鋼板的生產(chǎn)工藝簡單，成本較低。本發(fā)明的鋼板可適用于要求具有高強(qiáng)度低屈強(qiáng)比同時(shí)對韌性有一定要求的領(lǐng)域，如機(jī)械制造、輸油/氣管道、建筑、橋梁、鋼軌、壓力容器等。圖1為本發(fā)明實(shí)施例5鋼板在不同溫度下的夏比V型系列沖擊試驗(yàn)結(jié)果。圖2為本發(fā)明實(shí)施例1鋼板的光學(xué)顯微組織照片。圖3為本發(fā)明實(shí)施例3鋼板的光學(xué)顯微組織照片。具體實(shí)施例方式以下用實(shí)施例結(jié)合附圖對本發(fā)明作更詳細(xì)的描述。這些實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明最佳實(shí)施方式的描述，并不對本發(fā)明的范圍有任何限制。實(shí)施例1按表3所示的化學(xué)成分轉(zhuǎn)爐或電爐冶煉鋼水，再采用真空爐二次精煉，鑄造成鋼坯(錠)，其厚度為220mm，將坯(錠)加熱到1200°C，保溫1~2小時(shí)，然后進(jìn)行軋制，開軋溫度為1000~1070°C，軋制厚度為120220mm，950°C以上累計(jì)變形量^50%，中間坯在1000。C左右待溫至90(TC,終軋溫度為800~850°C，鋼板厚度為100mm，軋后以8~10°C/s的速度進(jìn)行水冷，終冷溫度為500~550°C。實(shí)施例2除了坯(錠)加熱溫度為1200°C，鋼板厚度為40mm，其余實(shí)施方式同實(shí)施例1。實(shí)施例3-5除了坯(錠)加熱溫度為1150°C，鋼板厚度為80mm，其余實(shí)施方式同實(shí)施例1。表3本發(fā)明實(shí)施例l-5鋼板的化學(xué)成分(wt%)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>試驗(yàn)例對本發(fā)明實(shí)施例1-5的鋼板進(jìn)行力學(xué)性能測試，測試結(jié)果見表4。表4本發(fā)明實(shí)施例1-5鋼板的力學(xué)性能序號屈服強(qiáng)度MPa抗拉強(qiáng)度MPa延伸率%屈服比-2(TC橫向V型沖擊功實(shí)施例1790119017.40.66434實(shí)施例2835122516.80.68236實(shí)施例3973142815.00.68140實(shí)施例41025147514.40.69547實(shí)施例51142158814.00.71972圖1顯示厚度為40mm的5針式驗(yàn)鋼板的沖擊功值隨著試驗(yàn)溫度的降低而減小，即使在-4(TC，試樣仍表現(xiàn)出一定的韌性。圖2顯示鋼板的顯微組織為貝氏體組織，圖3顯示鋼板的顯微組織為細(xì)小的貝氏體以及馬氏體組織。8權(quán)利要求1、一種高強(qiáng)度低屈強(qiáng)比鋼板，其特征在于，所述鋼板的化學(xué)成分包含C0.15～0.20wt％、Si1.0～2.0wt％、Mn1.8～2.0wt％、Al≤0.036wt％、V0.05～0.1wt％、P≤0.01wt％、S≤0.005wt％、Cr0.8～1.0wt％，余量為Fe和其它不可避免的雜質(zhì)。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度低屈強(qiáng)比鋼板，其特征在于，所述鋼板的顯微組織為貝氏體。3、根據(jù)權(quán)利要求l所述的高強(qiáng)度低屈強(qiáng)比鋼板，其特征在于，所述鋼板的顯微組織為細(xì)小的貝氏體和馬氏體。全文摘要本發(fā)明提供了一種高強(qiáng)度低屈強(qiáng)比鋼板，其化學(xué)成分包含C0.15～0.20wt％、Si1.0～2.0wt％、Mn1.8～2.0wt％、Al≤0.036wt％、V0.05～0.1wt％、P≤0.01wt％、S≤0.005wt％、Cr0.8～1.0wt％，余量為Fe和其它不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明采用低合金化處理并通過傳統(tǒng)的TMCP軋制工藝獲得一種具有高強(qiáng)度和低屈強(qiáng)比的熱軋鋼板，其強(qiáng)度達(dá)1200～1500MPa，同時(shí)具有較好的低溫沖擊韌性，適用于要求具有高強(qiáng)度和低屈強(qiáng)比的領(lǐng)域，如機(jī)械制造、輸油/氣管道、建筑、橋梁、鋼軌、壓力容器等。文檔編號C22C38/38GK101676427SQ200810200100公開日2010年3月24日申請日期2008年9月19日優(yōu)先權(quán)日2008年9月19日發(fā)明者巍王,王煥榮申請人:寶山鋼鐵股份有限公司