[发明专利]一种屈服强度1040MPa以上级超高强钢板及其制造方法

说明书

本发明公开了一种屈服强度1040MPa以上级超高强钢板及其制造方法，钢板包括：C：0.07～0.12％，Si：0.05～0.15％，Mn：0.70～1.40％，P≤0.015％，S≤0.005％，Cu：0.76～1.40％，Cr：0.20～0.60％，Ni：2.0～4.0％，Mo：0.20～0.80％，Nb≤0.10％，V：0.02～0.12％，Ti≤0.02％，Al≤0.04％，余量包括Fe和不可避免的杂质元素。其工艺步骤包括：炼钢和精炼、铸造、轧制、冷却与热处理工艺。所制备的钢板屈服强度≥1040MPa，抗拉强度≥1090MPa，延伸率≥15％，‑40℃夏比冲击功≥80J，性能优良，应用前景广阔。

技术领域

本发明属于超高强度结构钢制造技术领域，具体涉及一种屈服强度1040MPa以上级超高强钢板及其制造方法。

背景技术

二十一世纪将是海洋的世纪，为了充分利用海洋航运的便利，以及海洋丰富的资源，全世界各国都在积极发展船舶与海洋工程用材料。这些材料中，钢铁材料占据主导地位，主流钢种的强度级别已经达到690MPa；DNV GL船规中在690MPa之上，新增890MPa、960MPa两个钢级。目前，相关技术方案主要采用TMCP工艺或TMCP+调质工艺生产，存在轧机负荷大、板形不良率高，低温韧性偏低，性能稳定性、均匀性差等不足。

材料高强化一直是钢铁材料领域中的重要发展方向之一。在船舶与海洋工程中使用更高级别的钢材，可以减小钢材的壁厚。壁厚降低，一方面可以降低焊接难度和提高焊接效率，另一方面减重后，钢结构的重心下移，安全性得到提高。

目前，船规中虽然还没有960MPa级别以上的钢种设置，但是，已有专利文献公开了产品实物屈服强度达到1030MPa级别技术方案。

中国专利申请号202010194255.1的专利申请公开了一种屈服强度960MPa级甚高强度海工钢板及其制造方法，采用TMCP-淬火-回火的工艺使用不低于5倍的总压缩比生产厚度为8～50mm的钢板，产品实物屈服强度可以达到1053MPa。该方法不足之处为在奥氏体再结晶区轧制是需要至少两个道次的低速大压下轧制，轧机负荷大；非再结晶区轧制完成后，需要在缓冷槽中缓冷24小时以上再进行热处理，生产效率低。

中国专利申请号为200510024775.3的专利申请公开了一种屈服强度960MPa以上超高强度钢板及其制造方法，采用控轧-空冷-水冷+回火工艺生产屈服强度在960MPa以上的钢板，产品实物屈服强度可以达到1073MPa。该方法的不足之处在于在两阶段控轧过程中，对累积压下量下限值要求较高，分别为60％、50％，造成成品板厚≤16mm，且其低温冲击韧性并不理想，实物-40℃的冲击功仅33～50J。

中国专利申请号为201010246776.3的专利申请公开了一种屈服强度960MPa以上低成本工艺操作窗口宽的超高强度钢板制造方法，采用常规轧制或TMCP轧制+在线淬火或离线淬火+低温回火或高温回火等两种方法生产，不添加V元素，产品实物屈服强度可以达到1310MPa，但其-40℃低温韧性不佳，平均值仅有31～73J。

中国专利申请号为201410089398.0的专利申请公开了一种1100MPa以上级低温回火型高强钢板及其生产方法，采用连铸-TMCP-淬火-低温回火工艺生产厚度为10-40mm的钢板，抗拉强度不低于1200MPa，-40℃夏比冲击功纵向≥30J、横向≥27J。但该专利中钢板C含量高，为C 0.16-0.20％，对焊接性不利；含Cu低，没有充分利用Cu的析出强化作用，强韧性匹配不佳。

中国专利申请号为201911074737.7的专利申请公开了一种高韧性耐疲劳的Q1100超高强钢的生产方法，采用连铸-轧制-低温淬火-回火工艺生产，抗拉强度1250-1450MPa，-40℃冲击功纵向≥55J、横向≥50J，C含量偏高，为0.16-0.20％，强韧性匹配以及焊接性能不佳。

发明内容