一種屈服強(qiáng)度大于1100MPa的貝氏體結(jié)構(gòu)鋼板的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種屈服強(qiáng)度大于1100MPa的貝氏體結(jié)構(gòu)鋼板，該結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成：C：0.14％-0.18％、Mn：0.4％-0.6％、Si：0.6％-0.80％、S：≤0.010％、P：≤0.015％、Mo：0.50％-0.70％、V：0.06％-0.10％、Ce：0.05％-0.07％、N：0.0050％-0.010％、B：0.0025％-0.0035％、Al：≤0.035％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
【專利說明】—種屈服強(qiáng)度大于IIOOMPa的貝氏體結(jié)構(gòu)鋼板
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼鐵冶金【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種屈服強(qiáng)度大于IlOOMPa的貝氏體結(jié)構(gòu)鋼板。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)水平的發(fā)展，機(jī)械、能源、交通、建筑以及原材料等工業(yè)領(lǐng)域所涉及的各種工程機(jī)械、橋梁、交通工具的制造、生產(chǎn)對(duì)屈服強(qiáng)度大于SOOMPa級(jí)以上鋼種的需求越來越大；同時(shí)為了達(dá)到節(jié)約資源、降低生產(chǎn)成本的目的，對(duì)現(xiàn)代的結(jié)構(gòu)材料提出了更高的性能要求，不僅僅要求鋼鐵材料有高強(qiáng)度和優(yōu)良的焊接性能，并具有好的塑性及低溫韌性。傳統(tǒng)的鋼鐵材料是通過提高含碳量與合金總量來達(dá)到提高強(qiáng)度的目的，但是這樣做的后果就是犧牲了材料的焊接性能以及低溫韌性。
[0003]目前在屈服強(qiáng)度為IIOOMPa級(jí)別的超高強(qiáng)鋼的碳含量基本在0.2%~0.4%左右，主要是以回火馬氏體組織為主，延伸率較低，塑性較差，給成形帶來一定的影響。中國期刊《金屬學(xué)報(bào)》第43卷第3期中刊登的一篇《低合金超高強(qiáng)度貝氏體鋼的晶粒細(xì)化與韌性提高》中公開了一種高強(qiáng)度鋼板的生產(chǎn)工藝，當(dāng)其屈服強(qiáng)度達(dá)到IlOOMPa以上時(shí)，延伸率就會(huì)下降到15%左右，同時(shí)此鋼種的含碳量為0.25%左右，同時(shí)含有較高的Mn、Si含量，因此對(duì)焊接性能有很大的影響。
[0004]為了解決上述鋼的缺點(diǎn)，本
【發(fā)明者】結(jié)合各種強(qiáng)化機(jī)理，通過添加一定量的Mn、Si及微合金元素，設(shè)計(jì)出一種高延伸率的低碳貝氏體鋼，低碳貝氏體鋼含碳量較低，合金元素總含量較少，充分利用了微合金元素的細(xì)化晶粒作用及微合金的碳氮化物的析出強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化作用，從而降低了碳當(dāng)量以及焊接裂紋敏感系數(shù)，因而低碳貝氏體鋼有著高強(qiáng)度及焊接性能的良好配合。根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)貝氏體/馬氏體這種復(fù)相組織的強(qiáng)韌性配合較好。微合金元素的添加同時(shí)提高了淬透性，·更容易獲得下貝氏體與馬氏體的復(fù)相組織，同時(shí)組織中還含有一定量的殘余奧氏體來改善鋼的韌性。在生產(chǎn)過程中準(zhǔn)確控制軋制及冷卻過程，獲得比例合適的混合組織，從而獲得聞強(qiáng)度、聞延伸率、聞朝性等優(yōu)良性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提出一種屈服強(qiáng)度大于IlOOMPa的貝氏體結(jié)構(gòu)鋼板，該結(jié)構(gòu)鋼具有高強(qiáng)度、高延伸率、優(yōu)良的低溫韌性、優(yōu)良的焊接性能和加工性能。
[0006]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種屈服強(qiáng)度大于IlOOMPa的貝氏體結(jié)構(gòu)鋼板，該結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成:C:0.14% -0.18%, Mn:0.4% -0.6%, Si:0.6 % -0.80%, S:(0.010%, P..( 0.015%, Mo:0.50% -0.70%, V:0.06% -0.10%, Ce:0.05% -0.07%,N:0.0050% -0.010%,B:0.0025% -0.0035%,Al S 0.035%，余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。
[0008]優(yōu)選，該結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成:C:0.15% -0.17%,Mn:0.45%-0.55%,S1:0.65%-0.75%,S:≤ 0.010%,P:≤0.015%,Mo:0.55%-0.65%,V:0.07% -0.09%, Ce:0.055% -0.065%, N:0.007% -0.008%, B:0.0028% -0.0032%,Al 0.035%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0009]最優(yōu)選，該結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成:C:0.16%, Mn:0.50%, Si:0.70%, S 0.010%, P 0.015%, Mo:0.60%、V:0.08%, Ce:0.060%, N:0.0075%,B:0.0030%,Al 0.035%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0010]本發(fā)明中合金元素的的作用為:
[0011]碳:影響貝氏體鋼力學(xué)性能和焊接性能的主要元素，綜合考慮硬度、韌性，以及焊接冷裂紋敏感性等考慮確定碳含量的上述范圍。
[0012]錳:在鋼和焊接近縫區(qū)中推遲奧氏體向鐵素體的轉(zhuǎn)變，對(duì)細(xì)化貝氏體組織、提高韌性有利。
[0013]娃:娃是煉鋼時(shí)最有效的脫氧兀素之一。
[0014]硫和磷:嚴(yán)重?fù)p害鋼的韌性。因此，硫、磷含量應(yīng)分別控制在≤0.010%和≤0.015%以下。
[0015]鑰:在鋼中促進(jìn)貝氏體轉(zhuǎn)變，在高熱輸入焊接近縫區(qū)中抑制粗大晶界鐵素體的形成，對(duì)提高低溫韌性有利。
[0016]釩:在所述鋼中與氮結(jié)合形成VN粒子，可促進(jìn)晶內(nèi)微細(xì)鐵素體的轉(zhuǎn)變，限制粒狀貝氏體的長大。
[0017]鋪:可以有效抑制原奧氏體晶粒的粗化，提聞低溫朝性。
[0018]鋁:是煉鋼過程中一種重要的脫氧元素，即使在鋼水中加入微量的鋁，也可以有效減少鋼中的夾雜物含量，并細(xì)化晶粒。
[0019]氮:在所述鋼中是一種關(guān)鍵的微合金化元素，要同時(shí)有效利用VN和BN的作用，以細(xì)化粒狀貝氏體。
[0020]硼:在所述鋼中是一種不可缺少的關(guān)鍵元素，微量硼顯著促進(jìn)貝氏體轉(zhuǎn)變。
[0021]本發(fā)明具有如下有益效果:
[0022]通過優(yōu)化合金成份設(shè)計(jì)方案，添加鑰、釩、硼、鈰等適量的合金元素，并使其含量達(dá)到協(xié)同技術(shù)效果，使鋼板獲得了良好的強(qiáng)度、塑性及低溫韌性。
[0023]本發(fā)明鋼板的力學(xué)性能為:延伸率≤22%、屈服強(qiáng)度≤llOOMPa、低溫沖擊韌性-40°C，Akv ^ 32J，可見具有高強(qiáng)度、高延伸率、優(yōu)良的低溫韌性、優(yōu)良的焊接性能和加工性能。
【具體實(shí)施方式】
[0024]實(shí)施例一
[0025]一種屈服強(qiáng)度大于IlOOMPa的貝氏體結(jié)構(gòu)鋼板，該結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成:c:0.14%, Mn:0.6%, S1:0.6%, S 0.010%, P 0.015%, Mo:
0.70%, V:0.06%, Ce:0.07%, N:0.0050%, B:0.0035%, Al..( 0.035%，余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。
[0026]實(shí)施例二
[0027]—種屈服強(qiáng)度大于IlOOMPa的貝氏體結(jié)構(gòu)鋼板，該結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成:c:0.18%,Mn:0.4%,S1:0.80%,S 0.010%,P:≤ 0.015%,Mo:0.50%,V:0.10%,Ce:0.05%,N:0.010%,B:0.0025%,Al..( 0.035%，余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。
[0028]實(shí)施例三
[0029]一種屈服強(qiáng)度大于IlOOMPa的貝氏體結(jié)構(gòu)鋼板，該結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成:c:0.15%,Mn:0.55%,S1:0.65%,S≤ 0.010%,P:≤ 0.015%,Mo:0.65%, V:0.07%, Ce:0.065%, N:0.007%, B:0.0032%, Al..≤ 0.035%，余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。
[0030]實(shí)施例四
[0031]一種屈服強(qiáng)度大于IlOOMPa的貝氏體結(jié)構(gòu)鋼板，該結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成:c:0.17%,Mn:0.45%,S1:0.75%,S:≤ 0.010%,P ≤ 0.015%,Mo:0.55%, V:0.09%, Ce:0.055%, N:0.008%, B:0.0028%, Al..( 0.035%，余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。
[0032]實(shí)施例五
[0033]一種屈服強(qiáng)度大于IlOOMPa的貝氏體結(jié)構(gòu)鋼板，該結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成:c:0.16%,Mn:0.50%,S1:0.70%,S ≤ 0.010%,P:≤ 0.015%,Mo:
0.60%,V:0.08%,Ce:0.060%,N:0.0075%,B:0.0030%,Al S 0.035%，余量為 Fe 及不
可避免的雜質(zhì)。
【權(quán)利要求】
1.一種屈服強(qiáng)度大于IlOOMPa的貝氏體結(jié)構(gòu)鋼板，其特征在于，該結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成:C:0.14% -0.18%, Mn:0.4 % -0.6%, Si:0.6% -0.80%,S 0.010%,P..( 0.015%,Mo:0.50% -0.70%,V:0.06% -0.10%,Ce:0.05% -0.07%,N:0.0050% -0.010%,B:0.0025% -0.0035%,Al..( 0.035%，余量為 Fe及不可避免的雜質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種屈服強(qiáng)度大于IlOOMPa的貝氏體結(jié)構(gòu)鋼板，其特征在于，該結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成:C:0.15% -0.17%, Mn:0.45% -0.55%,Si:0.65% -0.75%,S:≤ 0.010%,P..( 0.015%,Mo:0.55% -0.65%,V:0.07% -0.09%,Ce:0.055% -0.065%,N:0.007% -0.008%,B:0.0028% -0.0032%、Al:(0.035%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
3.如權(quán)利要求2所述的一種屈服強(qiáng)度大于IlOOMPa的貝氏體結(jié)構(gòu)鋼板，其特征在于，該結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成:c:0.16%,Mn:0.50%,Si:0.70%,S:(0.010%,P..( 0.015%,Mo:0.60%,V:0.08%,Ce:0.060%,N:0.0075%,B:0.0030%,Al 0.035%，余量`為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
【文檔編號(hào)】C22C38/12GK103789611SQ201210433527
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2012年11月2日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月2日
【發(fā)明者】談祁祥 申請(qǐng)人:無錫市金蕩機(jī)械廠