專利名稱：一種屈服強度960MPa級超高強鋼及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高強鋼生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種屈服強度960MI^級超高強鋼及其生
產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
增加材料的強度，以減輕構(gòu)件重量是結(jié)構(gòu)鋼的發(fā)展方向。近年來，在工程機械、汽 車車輛、煤炭機械等領(lǐng)域開始大量使用高強度鋼取代傳統(tǒng)強度鋼，所用鋼級越來越高。采用 高強度鋼制造工程機械的結(jié)構(gòu)件、起重機的吊臂、汽車的梁結(jié)構(gòu)和自卸車的車體等移動設(shè) 備的構(gòu)件，都會明顯減輕設(shè)備自重，減少燃料消耗，提高工作效率，由此帶來的經(jīng)濟效益非 ?？捎^。屈服強度960MPa級鋼板目前國內(nèi)各鋼鐵企業(yè)仍不能穩(wěn)定生產(chǎn)。專利申請?zhí)?200810197585. 5介紹了一種采用調(diào)質(zhì)工藝生產(chǎn)屈服強度960MPa級別高強鋼生產(chǎn)方法，添 加了 0. 45 % 0. 57 %的Mo，合金成本較高，采用的是550 V 600 °C溫度范圍進行回火處 理；專利申請?zhí)?00510024775. 3中介紹了一種采用TMCP直接軋制+回火工藝生產(chǎn)屈服強 度大于960ΜΙ^超高強鋼板的方法，化學(xué)成分中添加了 nl、Cr、Cu、Mo的一種或幾種以上，限 定了 Cr含量小于等于0.8%。目前國內(nèi)外設(shè)計的生產(chǎn)960MPa級別高強鋼的特點在于化學(xué)成分中添加了較多的 貴重合金元素，合金成本較高。另外如采用TMCP直接軋制工藝生產(chǎn)屈服強度960MI^超高 強鋼板，對軋機和開平設(shè)備的能力要求極高，且板形和卷板長度和寬度方向的性能均勻性 很難保證。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種屈服強度960MPa級超高強鋼及其生產(chǎn)方法，本發(fā)明 化學(xué)成分體系中不添加Ni、Nb等貴重合金元素，僅添加0. 15% 0. 20% Mo和1.05% 1. 15%的Cr，通過采用合適的軋制和調(diào)質(zhì)工藝可使材料達(dá)到960MPa超高強鋼性能要求。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種屈服強度960ΜΙ^級超高強鋼的化學(xué)成分按重量百分比為C :0. 07 0. 09%; Si 0. 15-0. 25% ；Mn 1. 00 1. 20% ；Cr 1. 05 1. 15% ；Mo 0. 15 0. 20% ；Al 0. 01 0. 06% ；P ^ 0. 02% ；S ^ 0. 01% ；N ^ 0. 008% ；其余為!^e 及不可避免雜質(zhì)；一種屈服強度960MPa級高強鋼的生產(chǎn)方法，包括以下步驟(1)采用轉(zhuǎn)爐或電爐冶煉，并進行爐外精煉對成分進行微調(diào)，其化學(xué)成分按重量百 分比為:C :0. 07 0. 09% ；Si 0. 15-0. 25% ；Mn 1. 00 1. 20% ；Cr 1. 05 1. 15% ；Mo 0. 15 0. 20% ；Al 0. 01 0. 06% ；P 彡 0. 02% ；S 彡 0. 01% ；N 彡 0. 008% ；其余為 Fe 及不可避免雜質(zhì)；(2)將鑄坯加熱至1150 1250°C，保溫時間按照有效厚度1 1. 5min/mm計算；(3)采用單機架往復(fù)軋制或多機架熱連軋將鑄坯軋至目標(biāo)厚度，終軋溫度為840 900 °C ；(4)軋后經(jīng)層流冷卻冷至終冷溫度，終冷溫度為640 700°C ；(5)進行調(diào)質(zhì)處理，淬火加熱溫度為880 920°C，保溫時間為20 60min，回火加 熱溫度為150 450°C，保溫時間為90-180min，緩冷至室溫。本發(fā)明主要合金元素作用和限定范圍如下碳碳是最經(jīng)濟的傳統(tǒng)強化元素，但它對材料的塑性、韌性、焊接性能的影響較大。 對于生產(chǎn)屈服強度960MPa級超高強鋼，本發(fā)明采用的碳含量為0. 07 % 0. 09 %，主要考慮 保證材料具有良好的塑韌性。硅硅為固溶強化元素，但添加過高硅會對材料的塑性和表面質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響。 本發(fā)明添加硅含量為0. 15% 0. 25%。錳錳具有固溶強化作用，同時可提高材料淬透性，是提高材料強度重要元素之 一，但錳含量添加過高容易產(chǎn)生偏析并會降低材料韌性，惡化性能。本發(fā)明添加錳含量為 1. 00% 1. 20%。硫和磷硫和磷元素過高會對材料韌性和塑性有不利影響。本發(fā)明限定了硫含量 應(yīng)控制在0. 01 %以內(nèi)，磷含量應(yīng)控制在0. 02 %以內(nèi)。鋁鋁為脫氧元素，同時具有一定的晶粒細(xì)化效果。本發(fā)明限定了鋁含量為 0. 01% 0. 06%。鉻溶入奧氏體的Cr能提高材料淬透性，鋼中的Cr 一部分置換鐵形成合金滲碳 體，一部分溶入鐵素體中，產(chǎn)生固溶強化作用，提高鐵素體的強度和硬度；同時添加Cr有利 于提高材料的耐磨性、抗氧化性和耐蝕性，并可減少焊接裂紋傾向。本發(fā)明添加1.00% 1. 20%的鉻元素，主要依靠Cr在調(diào)質(zhì)處理中的強化效果將材料強度提升至960MPa以上。鉬鉬可提高材料淬透性，控制冷卻組織，細(xì)化晶粒，提高材料塑性和強度。本發(fā)明 添加了 0. 15% 0. 20%鉬元素。氮氮含量過高會嚴(yán)重惡化材料的塑性和韌性。本發(fā)明限定氮含量應(yīng)小于 0. 008%。本發(fā)明采用了一種低合金成本成分體系較低的碳、錳含量，添加較多的Cr元素 和少量Mo元素提高淬透性和控制調(diào)質(zhì)處理后組織，不添加Nb、Ni、Cu等貴重合金元素，熱處 理后材料屈服強度可達(dá)到960MPa以上，同時具有良好的塑韌性。本發(fā)明采用的加熱溫度為1150°C 1250°C，保溫時間按照有效厚度1 1. 5min/ mm計算，保證奧氏體均勻化及合金元素充分溶解和均勻化；由于采用調(diào)質(zhì)處理工藝路線，對控制軋制和控制冷卻的溫度窗口要求不高，為減 小軋機負(fù)荷，保證軋制過程順利進行，選用較高的終軋溫度840°C 900°C ；軋后進行層流冷 卻，選用較高終冷溫度640°C 700°C ；對鋼板進行調(diào)質(zhì)處理，淬火加熱溫度為880°C 920°C，保溫20 60分鐘；為保留 原馬氏體板條形貌，保證強度，回火溫度采用150°C 450°C，保溫時間90-180分鐘，緩冷至室溫。本發(fā)明的技術(shù)效果本發(fā)明具有合金成本低，對設(shè)備能力要求低，軋制和調(diào)質(zhì)工藝 過程易于實現(xiàn)等特點。材料調(diào)質(zhì)處理后屈服強度可達(dá)到960MPa以上，具有良好的延伸率和 沖擊韌性，可達(dá)到E級高強鋼鋼板性能水平。


圖1為本發(fā)明屈服強度960MPa級高強鋼金相組織照片。
具體實施例方式本發(fā)明專利的具體實施例如下采用50kg真空小爐進行冶煉，成分如表1所示表1.實施例實際化學(xué)成分(wt % )
權(quán)利要求
1.一種屈服強度960MI^級高強鋼，其特征在于鋼的化學(xué)成分按重量百分比為C: 0. 07 0. 09 % ；Si 0. 15-0. 25 % ；Mn :1. 00 1. 20 % ；Cr :1. 05 1. 15 % ；Mo :0. 15 0. 20% ；Al 0. 01 0. 06% ；P 彡 0. 02% ；S 彡 0. 01% ；N ^ 0. 008% ；其余為 Fe 及不可避免雜質(zhì)。
2.一種屈服強度960MI^級高強鋼的生產(chǎn)方法，包括以下步驟(1)采用轉(zhuǎn)爐或電爐冶煉，并進行爐外精煉對成分進行微調(diào)，其化學(xué)成分按重量百分比 為C :0. 07 0. 09%;Si :0. 15-0. 25%;Mn :1. 00 1. 20%;Cr :1. 05 1· 15%;Mo :0. 15 0. 20% ；Al 0. 01 0. 06% ；P 彡 0. 02% ；S 彡 0. 01% ；N ^ 0. 008% ；其余為 Fe 及不可避免雜質(zhì)；(2)將鑄坯加熱至1150 1250°C，保溫時間按照有效厚度1 1.5min/mm計算；(3)采用單機架往復(fù)軋制或多機架熱連軋將鑄坯軋至目標(biāo)厚度，終軋溫度為840 900 0C (4)軋后經(jīng)層流冷卻冷至終冷溫度，終冷溫度為640 700°C；(5)進行調(diào)質(zhì)處理，淬火加熱溫度為880 920°C，保溫時間為20 60min，回火加熱溫 度為150 450°C，保溫時間為90-180min，緩冷至室溫。
全文摘要
本發(fā)明提供一種屈服強度960MPa級超高強鋼及其生產(chǎn)方法，其化學(xué)成分按重量百分比為C0.07～0.09％；Si0.15-0.25％；Mn1.00～1.20％；Cr1.05～1.15％；Mo0.15～0.20％；Al0.01～0.06％；P≤0.02％；S≤0.01％；N≤0.008％；其余為Fe及不可避免雜質(zhì)；生產(chǎn)方法為冶煉、鑄造成鑄坯；加熱至1150～1250℃；終軋溫度為840～900℃；終冷溫度為640～700℃；進行調(diào)質(zhì)處理，淬火加熱溫度為880～920℃，保溫時間為20～60min，回火加熱溫度為150～450℃，保溫時間為90-180min。材料達(dá)到960MPa超高強鋼性能要求，具有良好的延伸率和沖擊韌性。
文檔編號C21D1/25GK102134680SQ201110098008
公開日2011年7月27日 申請日期2011年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月19日
發(fā)明者朱國森, 李明, 李飛, 潘輝, 趙琳, 郭佳 申請人:首鋼總公司