[发明专利]一种800MPa级工程机械用高强钢及其生产方法

说明书

一种800MPa级工程机械用高强钢及其生产方法，其化学成分重量百分比为：C 0.13～0.16％，Si 0.30～0.50％，Mn 0.80～1.60％，Cr 0.20～0.70％，Mo 0.10～0.30％，W 0～0.50％，Ni 0～0.30％，Cu 0～0.40％，Nb 0.010～0.030％，Ti 0.010～0.030％，V 0.010～0.050％，B 0.0005～0.0030％，Al 0.02～0.06％，Ca 0.001～0.004％，N 0.002～0.005％，P≤0.020％，S≤0.0050％，O≤0.0040％，其余为Fe及不可避免的杂质；且，上述元素同时需满足如下关系式：6≤(Mo+0.93W+0.52Cr+0.21Mn+0.55)/C≤10。本发明从成分设计，结合控轧、控冷和快速热处理工艺，生产出钢板的屈服强度≥800MPa，抗拉强度≥850MPa，延伸率20％，‑60℃冲击功＞100J。

技术领域

本发明涉及工程机械用高强钢领域，具体涉及一种800MPa级工程机械用高强钢及其生产方法。

背景技术

800MPa级工程机械热轧超高强钢主要应用于制造起重机吊臂和泵车布料杆等部件，对钢板的强度、塑性、低温韧性和疲劳性能都提出了较高的要求。传统热轧和中厚板产线生产的调质热处理型超高强钢，淬火加热和回火加热时间都很长，例如10mm的钢板淬火加热30-50分钟，回火加热40-60分钟，一张钢板的生产周期需要一小时以上。这导致能耗成本较高，生产效率低。在性能方面长时间的加热也容易导致晶粒粗大，析出的碳化物长大，降低钢板的强度、塑性和韧性。

快速热处理技术可以大幅缩短机组占地、提高生产效率、降低能耗、减少环境污染，是一种绿色的生产技术。快速热处理技术包括淬火过程的快速加热、短时保温、快速冷却和快速回火，近年来国内外对快速热处理技术及其对钢组织性能的研究越来越多。快速热处理可以得到更细的晶粒组织，具有更细碳化物析出。在性能方面，快速热处理可以达到传统热处理相当的强度，具有更好的塑性、韧性和疲劳性能。

关于快速热处理生产超高强钢的研究较少，中国专利CN108774681A公开了“一种高强钢的超快速热处理方法”，最大加热速度超过400℃/s，加热到Ac₃的50℃以上保温5-10s，以最大超过3000℃/s的极高冷却速度冷却至室温，用于薄规格带钢和小规格盘条的热处理强化。

中国专利CN1039621A公开了“一种制取细晶粒双相钢热处理方法”。通过感应加热快速热处理得到细晶粒双相钢。

中国专利CN102409144A公开了“一种连续式合金钢热处理的方法”，其针对的是小截面超长材工件的制备，可以提高生产效率。

现有快速热处理技术主要集中于热处理方法的研究，关于快速热处理方法对超高强钢组织性能的影响研究相对较少。

发明内容

本发明的目的在于提供一种800MPa级工程机械用高强钢及其生产方法，该800MPa级工程机械用高强钢的金相组织为回火索氏体，其中，回火索氏体晶粒尺寸为3～5μm，回火索氏体片层宽度为30～90nm；所述高强钢中碳化物呈弥散颗粒状分布，90％以上碳化物尺寸在10nm以下，其屈服强度≥800MPa，抗拉强度≥850MPa，延伸率20％，-60℃冲击功＞100J。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案是：