[发明专利]微硼处理抗拉强度700MPa级宽厚板及制造方法

说明书

技术领域

本发明属于宽厚板生产技术领域，特别涉及一种微硼处理抗拉强度700MPa级宽 厚板及制造方法。尤其涉及一种微硼处理TMCP态抗拉强度700MPa级宽厚板及其 制造方法。

背景技术

抗拉强度700MPa级高强度结构钢具有高强度、高韧性、优良的加工性能和焊接 性能等特点，主要应用于工程机械、煤矿机械、造船和钢结构等领域。

传统的铁素体-珠光体钢抗拉强度极限水平仅为550MPa左右；调质高强钢，其高 强度是以牺牲韧性和焊接性为代价，高强度、韧性及焊接性能之间存在一定的矛盾。 Cr、No、Ni作为贝氏体形成元素，通过形成碳化物或者稳定奥氏体等作用来抑制钢的 铁素体一珠光体转变，从而促进了贝氏体类型转变。B通过晶界偏聚，在晶界处形成 六方结构的金属硼化物从而抑制了先析铁素体的形成，使得在较宽的冷速范围内可以 获得稳定的贝氏体类型组织。由于B是间隙原子在奥氏体中扩散速度远大于间隙原子， 因而少量的B就可以达到Cr、Mo、Ni等元素的效果。由于B元素在TMCP工艺生产的 钢板中要发挥提高淬透性的作用的前提是抑制B与钢中的C形成Fe₂₃(C，B)₆，并且使得 在发生奥氏体向铁素体转变之前B在晶界上偏聚，因此必须含有一定量的强碳化物形 成元素，以此抑制Fe₂₃(C，B)₆的生成，且碳化物析出温度必须高于奥氏体向铁素体转 变温度。硼原子半径较小，易在晶界产生偏聚；极微量的B就能显著提高钢的淬透性。 含硼低碳贝氏体钢空冷组织为粒状贝氏体加少量的铁素体与珠光体，加热温度的不 同，其相变后组织细化程度不同，加热温度高组织细化程度差。

对于含B高强度钢，如何充分发挥微量元素B在钢中的作用，在不添加对钢板强 度及韧性有利的元素，如Mo、Ni等元素条件下，仅通过TMCP工艺生产厚规格钢板， 其强度、冲击韧性的匹配，存在一定问题。

对比专利1：一种屈服强度550MPa低碳贝氏体工程机械用钢及其制备方法(申 请号：CN102162065A)，采用C：0.05～0.10％、Si：0.20～0.50％、Mn：1.50～1.80％、 S≤0.010％、P≤0.018％、Nb≤0.10％、Mo≤0.10％、Ti：0.010～0.040％、B：0.0010～ 0.0030％、Cr：0.20～0.50％、Al：0.015～0.050％，通过调整部分元素含量、微合金 化处理、TMCP工艺生产、控制轧制和水冷，不需热处理，生产出具有强度高、低温 韧性良好的贝氏体工程机械用钢。该专利通过采用加入一定量的Mo、Cr等合金元素， 并严格控制炼钢过程，对炼钢过程要求较为苛刻；同时该专利实施例中，钢板最大厚 度仅30mm，且其抗拉强度范围在600MPa-700MPa之间，与Q460级别钢种类似。

对比专利2：屈服强度550Mpa的超高强船体及海洋平台用钢及其生产方法(申 请号：CN102400063A)，采用C0.04～0.07％、Si0.3～0.5％、Mn1.45～1.60％、P≤0.02％、 S≤0.005％、Cr0.25～0.4％、Ni0.6～0.8％、Mo0.2～0.3％、V0.04～0.06％、Cu0.6～ 0.8％、Als0.015～0.045％，采用两阶段控制轧制和控制冷却，得到板条状贝氏体和铁 素体组织，可满足国家标准FH550钢级要求。该专利采用较多的合金元素Cr、Ni、Mo、 Cu，成本增加的同时，也增加钢坯冶炼过程的难度；在轧制过程中，对两阶段轧制过 程中累积变形量均有一定要求，增加轧机负荷，降低生产效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微硼处理抗拉强度700MPa级宽厚板及制造方法， 解决了厚规格含B高强度钢板强度不足，冲击不稳定的问题。

结合现有的工装设备优势及严格的工艺过程控制，合理设计TMCP态屈服强度 抗拉强度700MPa级高强度结构钢成分体系，采用低C、高Mn，微量元素B，并适 当添加微合金元素Nb、V、Ti，在不添加任何贵重合金Ni、Mo、Cr、Cu的前提下， 通过TMCP工艺，成功开发抗拉强度700MPa级厚度规格30mm-80mm高强度结构 钢。