[发明专利]一种屈服强度1030MPa级钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合金及其制造方法，尤其涉及一种钢板及其制造方法。

背景技术

高强度钢板广泛应用于工程机械、矿山机械和港口机械的大型结构件。随着社会需求和科技进步，高强度钢板的强度不断增加，从而减轻设备的重量，实现节能降耗的目标。欧标10025-6：2004和国标GB/T16270-2009中规定了屈服强度960MPa级高强钢的力学性能和碳当量标准。欧标中规定的S960Q和S960QL，屈服强度≥960MPa，抗拉强度980～1150MPa，延伸率≥10％，其中S960Q满足-20℃纵向冲击功≥30J，S960QL满足-40℃纵向冲击功≥30J此外，S960Q和S960QL的碳当量满足CEV≤0.82％，其计算公式为：

CEV＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15

国标GB/T16270-2009规定Q960E的屈服强度≥960MPa，抗拉强度980-1150MPa，延伸率≥10％，-40℃纵向冲击功≥27J，碳当量满足CEV≤0.82％。

屈服强度1030MPa级高强度钢板作为屈服强度900/960MPa级钢板的替代产品，有广泛的应用前景。目前国内外标准尚未规定屈服强度1030MPa级高强度钢板的力学性能和碳当量。

高强韧钢板的制造技术主要是控轧控冷+回火(TMCP+T)和淬火+回火(Q+T)。采用控轧控冷工艺(TMCP：Thermo Mechanical Control Process)可通过控制奥氏体晶粒大小、奥氏体中缺陷密度、碳氮化物在缺陷处的析出和冷却过程中相变的类型等实现组织控制和性能控制的目的。淬火+回火工艺是通过再加热奥氏体化控制奥氏体晶粒大小、碳氮化物溶解、回火后含有过饱和碳的铁素体中碳的扩散和碳氮化物析出等实现组织控制和性能控制。上述两种工艺生产的钢板均需下线后进入热处理装置，进行淬火或回火处理。传统热处理装置的加热速率约0.1～0.3℃/s，回火时发生碳氮化物析出、位错密度减小和残余奥氏体分解过程。由于回火时间较长，碳氮化物析出的长大时间较长，因此回火后会形成较粗大的析出物，降低钢板的低温冲击性能。

近期开发的在线热处理(HOP：heat treatment online process)工艺是钢板在控制轧制和控制冷却后直接进入感应加热炉进行回火热处理。电磁感应加热炉使钢板以2～20℃/s的升温速率，很快升温至指定回火温度，保温一段时间后出炉。快速加热可使碳氮化物析出有较大的形核驱动力，同时保温时间较短，可形成细化的碳化物组织。残余奥氏体在快速加热过程中部分转变成铁素体，形成弥散分布的残余奥氏体组织。

焊接性能是工程机械用高强度钢板的重要使用性能。碳当量是衡量钢板焊接性能的重要指标。碳当量越低，钢板的焊接性能越好。欧标10025-6和GB/T16270中规定的屈服强度960MPa级钢板，碳当量CEV均不大于0.82％。

公开号为CN101497971，公开日为2009年8月5日，名称为“一种高强度调质钢及其生产方法”的中国专利公开了一种高强度调质钢及其生产方法，该专利所述钢板采用粗轧、精轧、控冷、淬火炉奥氏体化、淬火机水淬和回火炉回火生产工艺，生产的钢板屈服强度大于等于690MPa，抗拉强度大于等于770MPa。

公开号为CN1786245，公开日为2006年6月14日，名称为“高抗拉强度低碳贝氏体厚钢板及其生产方法”的中国专利公开了一种高抗拉强度低碳贝氏体厚钢板及其生产方法，该专利所述钢板采用TMCP+RPC+T工艺可获得抗拉强度900MPa以上级别钢板。

发明内容

本发明的目的在于提供一种屈服强度1030MPa级钢板，该钢板不仅具有较高的强度和韧性，还具有优良的焊接性能。此外，本发明的目的还在于提供该种屈服强度1030MPa级钢板的制造方法。

本发明成分体系的设计原则是在成分所涉及范围内，低C高Mn或高C低Mn，结合Mo、Ni、Nb、B等成分，适当选择性添加Cr或者V，其中Mn元素含量通过其它元素的添加量确定。合金元素如Si、Cr、Mo和Ni等含量增加，则Mn含量做相应调整。水韧化系数是C、Si、Mn、Mo、Cr、Ni和B元素对淬火后钢板强韧性影响的综合体现。合金元素含量前的常数项系数体现了在淬火热处理时，不同元素对钢板强韧性的影响程度。

根据上述发明目的，本发明提供了一种屈服强度1030MPa级钢板，其化学成分质量百分配比是：