[发明专利]高韧性、低屈强比与低纵横向强度各向异性600MPa级钢板及其制造方法

说明书

高韧性、低屈强比与低纵横向强度各向异性600MPa级钢板及其制造方法，采用低C‑低Si‑中Mn系低合金钢设计，提高钢中Als的含量且Als/N≥、低碳当量、超低N含量、低(Cu+Ni+Mo)合金化、Nb微合金化－超微Ti处理、Ca处理，并优化TMCP工艺。本发明所述钢板的屈服强度≥460MPa、抗拉强度≥570MPa、‑60℃的冲击功KV₂(单个值)≥120J、低屈强比(≤0.85)、低纵横向强度各向异性(即纵/横向强度差≤30MPa)及焊接性优良(焊前无需预热、焊接热输入≥50kJ/cm)；特别适用于冰海地区的破冰船壳体、海洋平台、跨海大桥、海洋风电桩腿与风塔结构、港口机械等，并且能够实现低成本稳定批量工业化生产。

技术领域

本发明涉及低碳低合金钢，具体涉及一种高韧性、低屈强比与低纵横 向强度各向异性600MPa级钢板及其制造方法。

背景技术

众所周知，低碳(高强度)低合金钢是最重要工程结构材料之一，广泛 应用于石油天然气管线、海洋平台、造船、水电工程、桥梁结构、锅炉容 器、建筑结构、汽车工业、铁路运输及机械制造之中；低碳(高强度)低合 金钢性能取决于其化学成分与制造工艺，其中强度、韧性、塑性、焊接性 及其之间的匹配是低碳(高强度)低合金钢最重要的性能，它最终决定于成 品钢材的显微组织及位错亚结构。

随着冶金科技不断地向前发展，人们对高强钢的韧性、塑性尤其焊接 性及性能的低各向异性提出了更高的要求，即钢板在低温状态下(-40℃条 件下)，具有抗脆性断裂及塑性失稳断裂能力的同时，断裂延伸率、均匀延 伸率达到500MPa级别钢板的水平，且钢板焊接性优良、性能的各向异性 低，可以承受大热输入焊接(焊接热输入≥50kJ/cm)；并且在较低的合金含 量尤其贵重金属含量，较低的制造成本条件下，大幅度地提高钢板的综合机械性能和使用性能，以减少钢材的合金用量节约成本，高强度轻量化减 少了钢构件的自身重量、稳定性和安全性，更为重要的是为进一步提高钢 构件冷/热加工性及服役过程中的安全可靠性。

目前日韩、欧盟及北美范围内掀起了发展新一代高性能钢铁材料的研 究高潮，力图通过合金组合设优化计、亚显微组织精细结构的控制及革新 制造工艺技术获得更好的显微组织匹配，超细化金相显微组织与亚结构(位 错组态、packet)精细结构，使高强钢获得更优良的强塑性与塑韧性匹配、 焊接性及低各向异性。