[发明专利]一种高韧性可焊接细晶粒结构钢板及其生产方法

说明书

本发明涉及一种高韧性可焊接细晶粒结构钢板及其生产方法，所述钢板化学成分（重量百分比）C：0.02～0.07%、Si：0.10～0.50%、Mn：1.20～1.65%、P≤0.020%，S≤0.005%、Nb：0.030～0.050%、Cr：0.10～0.30%、Mo：0.08～0.17%、Ni：0～0.18%、Ti：0.008～0.035%、Als：0.015～0.040%、As≤0.04%、Sn≤0.03%、N≤0.005%、O≤0.003%、H≤0.0002%，余量为Fe和不可避免的杂质；本发明钢板可应用于地铁钢结构件、大跨度桥梁结构、高层建筑、海洋平台等领域。

技术领域

本发明属于冶金制造技术领域，更具体地说，本发明涉及一种高韧性可焊接细晶粒结构钢板S460ML的制造方法。

背景技术

随着我国工业经济的发展，对高钢级高性能钢种要求逐步提高，特别是对钢板焊接性、低温韧性等性能的要求较高，工程结构用的高强板典型的强度水平是355～460MPa，且要求厚度1/4处，甚至心部具有良好的低温冲击韧性。屈服强度≥460MPa级别钢板被广泛应用于大跨度桥梁结构、高层建筑海洋平台、地铁钢结构件，以及煤炭机械、起重、运输设备，且向大型化或轻量化方向发展。由于这些钢结构件或设备需要承受较大的冲击载荷，并且经常在较低的温度环境下使用，这就需要钢板具有良好的低温冲击韧性；钢板在使用过程中常会根据设计需要分割成一定尺寸，然后拼接而成，因此钢板的焊接性能非常重要。中国专利文献号为CN103725957A公开了“一种热轧可焊接细晶粒结构钢板及其生产方法”，其材料的化学成分的质量百分含量为：C：0.10～0.15％、Si：0.20～0.50％、Mn：1.40～1.60％、P≤0.015％、S≤0.003％、微合金化元素≤0.15％、Als：≤0.050％，其它为Fe和残留元素。采用低碳微合金化设计，通过TMCP工艺，获得珠光体+铁素体组织，从而获得了良好的综合性能和焊接性能，不足之处是制得钢板屈服强度只能达到390MPa级别，并且在加热工艺中，各温度段保温时间较长，消耗了大量的能源介质，不利于成本的降低。中国专利文献号为CN102181801A公开了“一种可焊性良好的细晶粒低合金结构钢板及其生产方法”，其材料的化学成分的质量百分含量为：C：0.12～0.15％，Si：0.10～0.50％，Mn：1.00～1.60％，P≤0.020％，S≤0.010％，Ni：0.60～1.0％，Cr：0.20～0.40％，Mo：0.20～0.40％，Nb：0.005～0.020％，Als：0.015～0.05％，其余为Fe和不可避免的杂质。采取了低C+Mn+Nb+Cr+Ni+Mo的合金成分设计，采用控轧+正火+回火工艺生产出屈服强度≥460MPa的钢板，不足之处是，轧后采用正火+回火工艺，工序时间长，成本高，且未说明钢板低温冲击性能情况。

发明内容

为克服现有技术工序时间长，成本高的缺点，本发明提供一种屈服强度达460MPa高韧性可焊接细晶粒结构钢板的生产方法，仅通过热机械控轧控冷(TMCP)生产技术，获得心部以针状铁素体为主+部分珠光体、表层少量贝氏体的高强度高韧性钢板，在保证强度、韧性、焊接性的同时降低了工序成本。

本发明所采用的技术方案是：一种高韧性可焊接细晶粒结构钢板，其化学成分及重量百分数wt.％为：C：0.02～0.07％、Si：0.10～0.50％、Mn：1.20～1.65％、P≤0.020％，S≤0.005％、Nb：0.030～0.050％、Cr：0.10～0.30％、Mo：0.08～0.17％、Ni：0～0.18％、Ti：0.008～0.035％、Als：0.015～0.040％、As≤0.04％、Sn≤0.03％、N≤0.005％、O≤0.003％、H≤0.0002％，余量为Fe和不可避免的杂质，通过公式CEV(％)＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15来确定碳当量CEV，碳当量CEV≤0.45％。

本发明采取上述的成分设计，通过铸坯加热和轧制及冷却制得屈服强度≥460MPa、低温冲击韧性优良的可焊接细晶粒结构钢板，具体包括以下步骤：