專利名稱：一種提高高強度厚鋼板低溫沖擊韌性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼板生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種用于提高高強度厚鋼板沖擊韌 性的方法。主要采用輕壓下與兩階段調(diào)質(zhì)熱處理的方法，在壓縮比小于等于3的條件下改 善高強度鋼板的沖擊韌性和心部的沖擊韌性。
背景技術(shù)：
通常，當鋼板的壓縮比小于4時候，鋼板在軋制過程中由于變形滲透及晶粒細化 不夠，從而導(dǎo)致鋼板的沖擊韌性惡化，尤其是鋼板心部的韌性更加惡化。在高強度鋼板尤 其是用于多向承壓等復(fù)雜受力情況下的鋼板，對鋼板的厚度方向的沖擊韌性要求嚴格，在 保證鋼板高強度、低屈強比的同時，要保證鋼板的沖擊韌性優(yōu)良。因此，在鋼板的制造過程 中，通常會要求鋼板的壓縮比不小于4.0。要生產(chǎn)75mm以上厚度的高強度鋼板，就要求采用 300mm以上厚度的連鑄板坯。目前，我國在生產(chǎn)的最大厚度的板坯厚度為320mm，按照4.0的壓縮比要求，最大 只能保證80mm厚度高強鋼板的要求。在當前大型鋼結(jié)構(gòu)、壓力容器等大型化、高參數(shù)化發(fā) 展的同時，也對鋼板的強度、厚度提出了越來越高的要求。受當前我國板坯連鑄機厚度的影 響，對于壓縮比小于4. 0的高強高韌性鋼板還需要依賴進口。在高強度厚規(guī)格鋼板的生產(chǎn)中，可以采用模鑄來保證鋼板的壓縮比，但模鑄具有 成材率低、生產(chǎn)效率低、成本高等特點，而且模鑄在國內(nèi)中厚板企業(yè)的普及率較低，不能成 為經(jīng)濟型的生產(chǎn)方式。利用高質(zhì)量的板坯連鑄生產(chǎn)高質(zhì)量的特厚鋼板已經(jīng)成為鋼鐵技術(shù) 發(fā)展的一個趨勢。在高可靠性特厚鋼板制造技術(shù)方面，JFE公司采用高質(zhì)量連鑄板坯，發(fā)展 了通過鍛造一軋制工藝制造特厚鋼板的技術(shù)，可以用310mm厚的連鑄坯生產(chǎn)出厚度最大為 240mm(壓下比為1.29)的具有優(yōu)良內(nèi)部質(zhì)量的特厚鋼板。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種提高高強度厚鋼板沖擊韌性的方法，通過采用高質(zhì)量 的板坯，在壓縮比小于4. 0的條件下，通過合理的軋制和熱處理制度，在滿足鋼板強度的同 時，有效提高鋼板沖擊韌性的方法，鋼板強度在600MPa以上，-20°C低溫沖擊韌性在100J以 上，鋼板心部-20°C低溫沖擊韌性在80J以上。本發(fā)明采用的板坯化學成分(重量％ )為C0.05-0. 15%, SiO. 15-0. 40%,, MnO. 90-1.60 %, P < 0. 01 %,, S < 0. 01 %, NiO. 10-0. 80 %, MoO. 1-0. 50 %, B0. 0008-0. 0015%，微合金元素 NbO. 01-0. 06%, V0. 01-0. 08%, TiO. 01-0. 03%，余量為Fe。本發(fā)明的生產(chǎn)工藝如下(1)連鑄工藝采用動態(tài)輕壓下技術(shù)；(2)軋制工藝將連鑄板坯加熱至1100 1250°C，在爐時間300 350分鐘，出 爐溫度1200°C ；鋼坯軋前采用19MPa高壓水進行除鱗，充分去除鋼坯表面氧化鐵皮保證表面潔凈光亮；開軋溫度參考出爐溫度降30°C，采用直接軋制，機前轉(zhuǎn)鋼，單道次壓下率大于 15%，終軋溫度處于970 1020°C ；(3)軋后冷卻工藝鋼板軋后快速進入ACC冷卻區(qū)域，終冷溫度在600 700 士 20 °C ；(4)鋼板一次淬火處理，淬火加熱溫度為900 950°C ；(5)鋼板進行二次淬火，淬火溫度為700 920°C ；(6)鋼板高溫回火處理，回火溫度為450 700°C ；鋼板進行第一次淬火后的組織為馬氏體+貝氏體的組織，第二次淬火后的組織為 馬氏體+鐵素體+貝氏體的混合組織。本發(fā)明的特點在于采用對鋼板進行多次熱處理，在普通淬火與回火中間夾入一次 或多次的亞溫淬火，亞溫淬火后得到了少量游離鐵素體+馬氏體+彌散分布的細小殘余奧 氏體。磷等有害雜質(zhì)集中在鐵素體晶粒內(nèi)，不在原奧氏體晶界上。殘余奧氏體使裂紋擴展 變得困難，因受塑性變形或產(chǎn)生部分馬氏體轉(zhuǎn)變使應(yīng)力松弛，均會使鋼的脆性降低。利用多次熱處理工藝提高高強度特厚鋼板沖擊韌性的特點如下1、鋼板可以在較低的壓縮比下獲得高強度、高韌性；2、鋼板1/4厚度和心部的沖擊韌性均勻穩(wěn)定；3、在不增加鋼板碳當量的情況下，保證鋼板在厚度增加的同時擁有高強度，同時 由于Pcm值不增加，保證了鋼板具有同薄規(guī)格鋼板一致的焊接性能。本發(fā)明的優(yōu)點在于，在鋼板壓縮比小于4. 0的條件下，不增加連鑄板坯的厚度，在 較低的壓縮比下獲得高強度高韌性的鋼板，降低了鋼板厚度對板坯厚度的依賴性。通過采 用多次熱處理，雖增加了熱處理工序的處理時間，但與采用模鑄、鍛造等方式生產(chǎn)特厚鋼板 相比，具有高效、低成本的特點。


附圖1、圖2、圖3、圖4為實施例的金相組織。圖5、圖6、圖7為鋼板亞溫淬火后表 面、厚度1/4及心部的組織。
具體實施例方式實施例1本發(fā)明采用的板坯化學成分中0. 15%。對250mm厚度的板坯在中厚板軋機上 采用直接軋制后進行冷卻，軋后鋼板厚度為80mm，鋼板壓縮比為3. 13。對軋后鋼板進行了 930°C的淬火處理，隨后880°C下進行了第二次淬火，在?；癄t中進行了 550°C中溫回火。亞 溫淬火后的鋼板表面和心部的組織如附圖1、圖2所示，回火后的鋼板表面和心部的組織如 附圖3、圖4所示。表1為采用同成份同厚度板坯按照正常生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的40mm鋼板的性能。經(jīng)上 述工藝處理后的80mm鋼板的力學性能如表2所示。表240mm鋼板力學性能 表2實施例1鋼板力學性能檢驗結(jié)果 實施利鋼板經(jīng)過上述工藝處理后，在3. 13的壓縮比下，80mm厚的鋼板無論在寬度 方向還是在厚度方向，其心部均表現(xiàn)出良好的低溫沖擊韌性。與采用同化學成份同厚度板 坯生產(chǎn)的壓縮比為6. 25的40mm鋼板相比，壓縮比為3. 125的80mm鋼板同樣表現(xiàn)出了良好 的強韌性匹配。實施例2實施例2在實施例1的基礎(chǔ)上，進一步降低鋼板的壓縮比，采用320mm厚鋼坯制造 150mm厚鋼板。鋼坯化學成分中15%。在中厚板軋機上采用直接軋制法將鋼坯一次 軋到150mm厚，壓縮比為2. 13。鋼板軋后堆冷48小時，I級探傷均合格，表明鋼板無明顯內(nèi) 部缺陷。150mm厚鋼板加熱到930°C后進行高溫淬火，隨后再加熱到850°C進行第二次淬火， 最后在?；癄t中進行650°C的高溫回火。圖5、圖6、圖7為鋼板亞溫淬火后表面、厚度1/4 及心部的組織，表3為處理后150mm鋼板的力學性能。表3實施例2鋼板力學性能檢驗結(jié)果 從表3可以看出，實施例2的鋼板在壓縮比只有2. 13的情況下，仍然獲得了較佳 的強韌性匹配，鋼板心部的-20°C沖擊性能均在50J以上，同時鋼板的Z向性能達到了 Z35 以上，完全符合高性能特厚鋼板的各項要求。本發(fā)明中所述的方法可以制造壓縮比為2.0 的特厚鋼板。
權(quán)利要求
一種提高高強度厚規(guī)格鋼板低溫沖擊韌性的方法，鋼的化學成分為C0.05-0.15％，Si 0.15-0.40％，，Mn 0.90-1.60％，P＜0.01％，，S＜0.01％，Ni0.10-0.80％，Mo 0.1-0.50％，B 0.0008-0.0015％，微合金元素Nb 0.01-0.06％，V 0.01-0.07％，Ti 0.01-0.03％，余量為Fe；均為重量百分比；其特征在于生產(chǎn)工藝為(1)連鑄工藝采用動態(tài)輕壓下技術(shù)；(2)軋制工藝將連鑄板坯加熱至1100～1250℃，在爐時間300～350分鐘，出爐溫度1200～1250℃；鋼坯軋前采用19MPa高壓水進行除鱗，充分去除鋼坯表面氧化鐵皮保證表面潔凈光亮；開軋溫度參考出爐溫度降30℃，采用直接軋制，機前轉(zhuǎn)鋼，單道次壓下率大于15％，終軋溫度處于970～1020℃；(3)軋后冷卻工藝冷卻速度10～30℃/s，終冷溫度在600～650℃；(4)鋼板冷卻后進行淬火，淬火加熱溫度為900～950℃；(5)鋼板進行二次淬火，淬火溫度為700～920℃；(6)鋼板中溫回火處理，回火溫度為500～700℃。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，該鋼板二次淬火后的組織為鐵素體+馬氏體+貝氏體的 混合組織，回火后鋼板組織為鐵素體+回火索氏體+回火貝氏體的混合組織。
全文摘要
一種提高高強度厚鋼板低溫沖擊韌性的生產(chǎn)方法，屬于中厚鋼板生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。鋼的化學成分范圍為C 0.05-0.15％，Si 0.15-0.40％，Mn0.90-1.60％，P＜0.01％，S＜0.01％，Ni 0.10-0.80％，Mo 0.1-0.50％，B0.0008-0.0015％，微合金元素Nb 0.01-0.06％，V 0.01-0.07％，Ti0.01-0.03％，余量為Fe；連鑄工藝采用輕壓下技術(shù)，在壓縮比小于4.0的條件下生產(chǎn)厚規(guī)格鋼板，通過采用淬火+淬火+回火的熱處理工藝，控制鋼板二次淬火后的組織為硬相+軟相的混合組織，同時滿足鋼板強度和低溫韌性的要求。該工藝在較小的壓縮比下，通過熱處理工藝的組合和組織控制，得到與薄規(guī)格鋼板同等的性能，相比于模鑄、鍛造等方法，簡便易行、成材率高、降低生產(chǎn)成本。
文檔編號C22C38/14GK101876001SQ200910241508
公開日2010年11月3日 申請日期2009年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月25日
發(fā)明者劉印良, 劉建明, 呂延春, 吳光蜀, 吳斌, 姜中行, 宋增強, 張躍飛, 田士平, 金茹, 隋鶴龍 申請人:首鋼總公司