[发明专利]一种厚度方向性能Z在35~50%的高强度厚钢板及生产方法

说明书

一种厚度方向性能Z在35~50%的高强度厚钢板，其组分及wt%为：C：0.10~0.18%，Si：0.10~0.40%，Mn：1.20~1.60%，P≤0.010%，S≤0.005%，Cr：0.10~0.50%，Mo：0.45~0.75%，Ni：0.05~0.20%，Nb+Ti+V之和在0.040~0.06%，B：0.0008~0.0020%，H≤2ppm。生产步骤：按洁净钢冶炼后连铸成坯；经对铸坯加热后粗轧；精轧；淬火；回火；自然冷却至室温。本发明解决了现有技术中高强钢在10⁷循环疲劳条件下应力小，在焊接或受力后易发生层状撕裂的问题。其屈服强度在900~1000MPa、抗拉强度≥1000MPa、延伸率A≥15%，其厚度方向性能Z值在35~50%；经焊接或经10⁷循环疲劳试验，未产生层状撕裂现象。

技术领域

本发明涉及一种工程机械用钢板及生产方法，具体属于一种屈服强度在900~1000MPa的高强钢及生产方法，其适用的钢板厚度在25~50mm的热轧钢。

背景技术

随着工程机械行业的发展，使用钢材的强度等级也迅速提高。Q460、Q550已经逐渐被Q690和Q890级别的钢所替代。Q890级别钢实物性能屈服强度已经达到900MPa，属于超高强度用钢范围。在现有技术中，由于其强度超高，故在生产过程中往往只能保证其常规的力学性能（屈服强度、抗拉强度、延伸率等），而厚度方向性能Z匹配则成为技术“瓶颈”。Z向钢做为复杂受力关键结构使用，良好强度和平行于轧制面的抗层状撕裂性能匹配，保证焊接结构的轻量化及整体安全性。钢材并不是一种完全各向同性的材料，采用轧制成型的生产工艺决定了钢板在三个方向力学性能上的差异，其沿轧制方向的性能最好，垂直于轧制方向的性能也很好，单眼厚度方向的性能则较差。随着钢板强度及厚度的增加，出现这种现象的可能性亦随之增大。钢板分层使其在厚度方向的力学性能降低，焊接或受力后易发生层状撕裂。为此，人们对用于结构某些重要焊接构件的钢板，除要求其沿宽度方向和长度方向有良好的力学性能外，同时要求沿厚度方向亦具有良好的抗层状撕裂性能。即人们通常所说的“Z 向钢”。近些年来，结构的轻量化和绿色化引领，高强钢使用量越来越大。由于采用屈服强度大于500MPa焊接结构件越来越多的出现主结构钢板焊后局部撕裂造成失效的情况。经过对失效件缺陷部位的分析，大量的分析结果把焦点集中在钢板的厚度方向性能上。由于厚度方向性能低造成的层状撕裂被高强钢研发者关注。目前，屈服强度在700MPa以内的高强钢已经实现Z35级别的应用。在900~1000MPa级别的高强钢领域，由于其强度超高，组织特征有别，普通方式生产的高强钢厚度方向性能指标往往只能在5~10%之间，Z15的级别都不能实现。本发明通过合理的成分设计，高洁净钢制造方法及独有的轧钢工艺，实现屈服强度在900~1000MPa级别钢在厚度方向性能达到35~50%的水平。

经检索：

中国专利公开号为CN 106435368 A的文献，其公开了《一种抗延迟断裂超高强度钢板的生产方法》，其工艺路线为：铁水预处理→转炉冶炼→LF炉外精炼→VD真空处理→连铸→加热→轧制→淬火→回火→精整→性能检验→探伤，其钢的化学组成百分含量为：C=0.14~0.20，Si=0.15～0.35，Mn=1.0～1.50，P≤0.015，S≤0.003，Nb=0.020~0.040，V=0.040~0.070，Ti=0.010~0.025，Als=0.020～0.045，Cr=0.10～0.60，Mo=0.30～0.70，Ni=0.20~0.50，B=0.0008~0.0025，CEV≤0.53，余量为Fe和其它微量元素，气体含量H≤0.0002%，N≤0.005%，O≤0.0015%。该文献所生产的钢板在火焰切割和等离子切割前无需预热，切割后不需保温或后热，切割面质量良好，着色探伤零缺陷，无对于钢板厚度方向性能要求。