[发明专利]一种800MPa级低焊接裂纹敏感性调质型水电用钢板

说明书

技术领域

本发明属于冶金领域，特别涉及一种水电用钢板，具体地说是一种800MPa级低焊接裂纹敏感性调质型水电用钢板及其制备方法。

背景技术

绝大部分的水电用钢都是宽厚板，它们通常被用于建造厂坝内的引水压力管道和肋板、岔管和蜗壳等辅助设施。压力钢管是水电工程中抽水蓄能的主要部分之一。压力管道是从水库、前池或调压室灌入水，将水加压后将其引入水轮机或其他设备，以满足发电、供水等需求，集中了水电站全部或大部分水头。压力钢管承担着水锤的冲击压力和水电站最大的水头，同时，钢管内部还承受着大水压，而且钢管靠近厂房、倾角大，因此必须要求压力钢管强度高、韧性好，以保证输送高压水的安全性和可靠性，确保厂房设施和工作人员的安全。

在我国水电站压力钢管用钢方面，钢种研发人员已经成功自行开发出500MPa级和600MPa级钢板，并且钢板性能优良，同时，也制定了相应的国家标准，正投入生产和使用。但随着我国水电事业的成熟、工程技术的提高，对钢材的强度也提出了更高的要求，如十三陵抽水蓄能、小浪底、天荒坪抽水蓄能、二滩等项目工程对水电用钢的需求都由600MPa级别向800MPa级别方向发展。而现在我国800MPa级别水电用钢仍主要依赖于进口，虽然国内有一些企业研发出了800MPa级别钢板，但与国外相比，其塑性指标、低温冲击性能方面还存在着较大的差距。在实际工程应用中，对于800MPa级水电用钢的性能要求是：其室温屈服强度≥690MPa，抗拉强度在780-930MPa之间，断口伸长率≥17％，-40℃冲击功大于47J(冲击试样尺寸为55mm×10mm×10mm)，此外还要求800MPa级水电用钢具有良好的低焊接裂纹敏感性。因此，尽快开发出性能更加良好的高强水电用钢的任务十分紧迫。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种厚度在10-80mm的800MPa级低焊接裂纹敏感性水电用钢及其制备方法，通过适当的合金元素设计和热轧及热处理方法，使其力学性能和工艺性能达到：室温屈服强度≥690MPa，抗拉强度在780-930MPa之间，断口伸长率≥17％，-40℃冲击功大于47J(冲击试样尺寸为55mm×10mm×10mm)，且具有良好的低焊接裂纹敏感性，满足这类钢的力学性能和工艺性能要求。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

一种800MPa级低焊接裂纹敏感性调质型水电用钢板，该钢板化学成分按重量百分比为：C：0.09-0.14％，Si：0.24-0.35％，Mn：0.7-1.45％，P≤0.013％，S≤0.002％，Nb≤0.035％，Ti：0.012-0.02％，Ni：0.30-0.50％，Alt：0.020-0.070％，V：0.035-0.060％，Cr：0.25-0.60％，Mo：0.25-0.55％，Cu：0.15-0.30％，N≤0.0060％，H≤0.00030％，B：0.0008-0.002％，余量为Fe；该钢板轧态金相组织为粒状贝氏体，淬火态的金相组织为板条贝氏体+马氏体，最终回火态的组织为回火索氏体+回火马氏体。

本发明的800MPa级低焊接裂纹敏感性调质型水电用钢板，其室温屈服强度≥690MPa，抗拉强度在780-930MPa之间，断口伸长率≥17％，-40℃冲击功大于47J，冲击试样尺寸为55mm×10mm×10mm，焊接冷裂纹敏感系数P_cm≤0.26％。

上述的800MPa级低焊接裂纹敏感性调质型水电用钢的制备方法，具体步骤如下：

㈠按设定的化学成分冶炼钢水并铸成厚度为320±5mm的铸坯；铸坯化学成分按重量百分比为：C：0.09-0.14％，Si：0.24-0.35％，Mn：0.7-1.45％，P≤0.013％，S≤0.002％，Nb≤0.035％，Ti：0.012-0.02％，Ni：0.30-0.50％，Alt：0.020-0.070％，V：0.035-0.060％，Cr：0.25-0.60％，Mo：0.25-0.55％，Cu：0.15-0.30％，N≤0.0060％，H≤0.00030％，B：0.0008-0.002％，余量为Fe；

㈡将铸坯按照两阶段加热均匀化后进行粗轧，第一阶段加热至900℃±20℃，保温2h±20min；第二阶段加热至1150-1200℃，保温1h±5min；粗轧轧制道次为4道次，粗轧开轧温度为1100-1150℃，终轧温度为900℃±20℃，总压下率为50％；