[发明专利]一种提高正火钢板综合性能的方法

说明书

本发明涉及一种提高正火钢板综合性能的方法，钢的化学成分为：C：0.13～0.20％、Si：0.15～0.35％、Mn：1.0～2.0％，P≤0.012％，S≤0.010％，并可含有Cr、Ni、Mo、Nb、Ti、B、N等合金元素中的一种或一种以上，同时钢中必须含有0.05～0.09％V，其余为Fe和不可避免的杂质。本发明采用正火热处理工艺，但与常规正火热处理不同，需按钢中化学成分，测算Ac1、Ac3和VC析出相的溶解温度Tvc，并严格控制正火温度T满足Ac1≤T≤Ac3和T≤Tvc，正火后置于静止空气中自然冷却至室温。此工艺制得的钢板，其晶粒尺寸明显细化，强度、冲击韧性均有一定幅度提高。

技术领域

本发明属于钢板生产技术领域，特别涉及一种提高正火钢板综合性能的方法。

背景技术

正火型钢板可广泛应用于桥梁、船板、建筑、压力容器、风电等行业，具有不可替代的作用，这些行业在项目设计时有时强制要求使用正火钢板。船板钢AH32/36/40、DH32/36/40、EH32/36/40、FH32/36/40，桥梁钢Q370qD/E、Q420qD/E，压力容器用钢Q345R、Q370R等均可采用正火工艺交货。

常规正火钢是将钢加热到Ac3以上30～50℃保温，然后在室温的静止空气中自然冷却。常规正火的主要目的是细化组织，改善钢的性能，获得接近平衡状态的组织。正火热处理具有使钢板组织和性能均匀稳定、合格率高、生产过程容易控制的优点。

经过正火工艺处理后的钢板，其强度通常比控轧后的强度低，有时处于标准值下限，偶尔也会出现强度不符的情况，为了解决这一问题，一般采用的方法是通过添加大量的Mn、Cr、Cu、Ni等固溶强化类合金元素来提高正火后钢板的强度，但过多的合金使得成本增加的同时，钢板的碳当量急剧升高，焊接性能降低。

对于现有技术来说，提高正火钢的综合性能，部分专利采用常规正火+弱水冷处理的方法，如专利CN 101319270B、CN 101307380B、CN 102912091B，其将钢板置于淬火炉中，炉温为Ac3以上30～50℃，然后放入淬火机进行弱水冷处理；专利CN 101831532A是将钢板加热至850～950℃进行正火，出炉后通过汽雾冷却和层流冷却结合的方式冷却至400～700℃；专利CN 103667912A是将钢板加热至760～820℃亚温正火，然后通过高密度管层流或淬火机以2～35℃/s的冷速水冷至300～650℃。以上方法虽能提高钢板的力学性能，但钢板需入水冷却，表层在水冷情况下冷速较快，表层先相变，心部冷速较慢后相变，导致表层和心部组织不均匀，力学性能也会有一定的差异，且会有较大的组织内应力。

上述专利文献公开的提高正火钢综合性能的技术方案存在以下几点不足：1)采用常规正火热处理，需添加Mn、Cr、Cu、Ni等固溶强化类合金元素，导致成本增加，焊接性能下降；2)采用常规正火/亚温正火+水冷处理，导致钢板表层和心部组织性能有一定的差异，且有较大的内应力。

发明内容

为了解决上述技术方案的不足，本发明提出一种提高正火钢板综合性能的方法。钢板中含有0.05～0.09％的V，正火温度T满足Ac1≤T≤Ac3和T≤Tvc，正火后置于静止空气中自然冷却至室温。通过添加V可减少Cr、Ni、Mo等合金的添加量，降低成本，同时严格控制正火工艺，正火后无需水冷，钢板表层和心部组织性能均匀，无内应力。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种提高正火钢板综合性能的方法，钢板的化学成分按质量百分比计为：C：0.13～0.20％、Si：0.15～0.35％、Mn：1.0～2.0％，P≤0.012％，S≤0.010％，并含有Cr、Ni、Mo、Nb、Ti、B、N等合金元素中的一种或一种以上，同时钢板中必须含有0.05～0.09％的V，其余为Fe和不可避免的杂质，钢板的生产工艺包括：

1)根据上述化学成分冶炼、浇铸成板坯、并轧制成厚板，板厚为≥15mm；