[发明专利]一种屈服强度800MPa级热轧高强度钢及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料领域，尤其涉及一种屈服强度为800MPa级且具有良好韧性和焊接性能的热轧高强度钢及其生产方法。

背景技术

随着世界经济的发展，资源、环境和能源的压力日益加大，环保和节能越来越受到钢铁行业的重视。开发具有节能、高效、长寿及性能优异的高强度钢，满足石油、煤炭、化工、电力、交通等国民经济关键行业发展的需要也是钢铁工业实现可持续发展的重要途径。

目前用于造船、压力容器、海洋石油平台、石油和天然气输送管线、铁路运输及工程机械等行业的高强度钢，不仅需要具有较高的抗拉强度和屈服强度，而且需要良好的韧性和焊接性能，另外也希望在较低的制造成本条件下获得此类高强度钢。目前世界上很多钢铁研究人员已经进行了大量的高强度钢的开发工作，这些工作的主要思路是通过适宜的合金设计和轧制工艺（以及轧后热处理），来获得理想的组织形态和组织匹配，以达到高强度钢优良的综合性能。

公开号为CN 101928873 A所公开的专利《一种高强度和超高强度钢板的加工方法》，采用C-Mn-Cr-Ni-Nb-B的合金设计，在热轧后通过感应加热方法进行预热、淬火和回火的方法生产屈服强度为710～1550MPa的高强度钢板。公开号为CN 1390972 A所公开的专利《低合金超高强度钢种》，采用C-Mn-Cr-Mo-V的合金设计，在热轧后通过调质处理（淬火＋高温回火）处理来生产屈服强度为797～1260MPa的高强度钢板。

上述专利虽然可以生产屈服强度为800MPa级钢板，但都是利用了热轧＋离线热处理（调质、回火等）的方法，因此生产成本较高。为了能够降低生产成本，公开号为CN 101932745 A所公开的专利《高强度钢板及其制造方法》，通过热轧和轧后自回火处理得到屈服强度为817MPa的汽车用高强度钢，但其采用了较高的碳含量（0.33％）、较高的硅含量（1.52％）和较高的锰含量（2.3％），其延伸率为7.5％，强塑积（TS×EL）为11408MPa.%。该钢的碳当量较高（Ceq=0.713），焊接性能较差。另外该专利没有提供低温韧性，但其较高的碳含量和硅含量表明其低温韧性也较差。

公开号为CN 101041879A所公开的专利《热轧超高强度马氏体钢及其制造方法》，提供了一种利用热轧生产屈服强度为860MPa热轧卷板的方法，但这种高强度钢是通过大功率的卷取机在热轧后采用超低温卷取来生产的，且只能生产厚度为1—4mm的热轧卷板。

可以看出，原有技术中利用热轧及轧后离线热处理的方法生产800MPa高强度钢，生产成本较高；采用较高碳、高硅和高锰的合金设计获得的800MPa级钢板，韧性和焊接性能较差；而利用超低温卷取的方法来生产或薄规格热轧卷板，则需要大功率卷取机且只能生产薄规格卷板。因此需要一种利用热轧方法生产具有良好韧性和焊接性能的800MPa级高强度钢板的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服上述问题和不足而提供一种屈服强度为800MPa级热轧高强度钢及其生产方法，该高强度钢不仅具有较高的屈服强度，而且具有较高的塑性、韧性和较好的焊接性能；采用轧后快冷至250～150℃并缓慢冷却至室温的工艺，取消了轧后离线热处理，降低了生产成本。

本发明是这样实现的：该屈服强度800MPa级热轧高强度钢板的成分按重量百分比计如下： C：0.04%～0.07%，Si：0.20%～0.30%，Mn：1.65%～1.85%，P：0～0.015%，S：0～0.003%，Ni：0.25%~0.35%，Cr：0.20%～0.30%，Cu：0.20%～0.30%，Mo：0.20%～0.30%，Nb：0.05%～0.07%，Ti：0.010%～0.020%，Als：0.03%～0.06% 其余为Fe和不可避免的杂质。

本发明采用低C和低Si并添加Ni、Cr、Mo、Cu、Nb、Ti的合金设计，显著地降低了钢的碳当量，不仅有利于低温韧性，并保证钢板具有较好的焊接性能和低温韧性。

本发明成分设计理由如下：

C：在钢中形成间隙固溶体，起固溶强化作用，能显著地提高钢的强度且成本低廉。但碳含量过高，对低温韧性和焊接性能不利。本发明中碳含量为0.04%～0.07％。

Si：在炼钢时为脱氧元素，在钢中起固溶强化作用，能显著地提高钢的强度，但加入过多会损害钢的延伸率、韧性和焊接性能，本发 明的硅含量为0.20%～0.30％。