本发明专利技术涉及一种高质量低合金高强度板类钢锻件的制作方法，属于板类锻件加工技术领域。本发明专利技术所采用的板类锻件用料主要包括以下成分：C0.10~0.16wt%，Si 0.20~0.50wt%，Mn 1.20~1.60wt%，Cr≤0.30wt%，Mo≤0.08wt%，Ni≤0.50wt%，P≤0.015wt%，S≤0.008wt%，Cu≤0.05wt%，Ti≤0.008wt%，V0.01~0.05wt%，Nb0.020~0.040wt%，Al 0.020~0.040wt%，N≤0.0080wt%，[O]≤20ppm wt%，[H]≤2ppm wt%。本发明专利技术采用该种材料坯料，经特定锻造方法成形后，又进行了特定的热处理，制备的产品质量有较好的保证，使用寿命长，能够保证至少20年的使用；且纵向、横向和轴向力学性能优异：各向屈服强度370MPa以上，各向抗拉强度520MPa以上，各向
【技术实现步骤摘要】
高质量低合金高强度板类钢锻件及其制备方法
[0001]本专利技术属于锻件加工
，具体涉及一种高质量低合金高强度板类钢锻件材料，还涉及上述的锻件材料的加工方法。
技术介绍
[0002]在海洋工程、风力发电等工程建设中，受环境因素影响，其部分构件在服役过程中需要承受多向应力作用。现有的低合金高强度板类钢锻件无法满足海洋工程中的应力要求，其性能有待提高；因此，基于实际需求，急需研发一款能够在纵向、横向和轴向上均具备力学性水平较高的多向应力的板类钢锻件；相比于单向应力状态的钢构件，以屈服为主要失效形式不同，多向应力状态下的构件以断裂为主要失效形式。
[0003]这种锻件需要采用特殊的制作方法，以保证其多向力学性能的要求。
技术实现思路
[0004]为了解决上述的技术问题，本专利技术提供了一种高质量低合金高强度板类钢锻件及其制备方法，确保制备的板锻件纵向、横向和轴向力学性能优异，具有较好的多向力学性能水平，纵向能够达到Re(MPa)373、Rm(MPa)534、A(％)28.0、
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50℃Kv(J)115.7/124.7/116.9；横向能够达到Re(MPa)372，Rm(MPa)537，A(％)34.5，
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50℃Kv(J)99.3/79.0/90.6，安全性高且使用寿命长，能够保证至少20年的使用，满足预期。
[0005]本专利技术提供的一种高质量低合金高强度板类钢锻件，按重量百分比计，所述锻件原材料包括以下组分：
[0006]C0.10～0.16wt％，Si 0.20～0.50wt％，Mn 1.20～1.60wt％，Cr≤0.30wt％，Mo≤0.08wt％，Ni≤0.50wt％，P≤0.015wt％，S≤0.008wt％，Cu≤0.05wt％，Ti≤0.008wt％，V0.01～0.05wt％，Nb0.020～0.040wt％，Al 0.020～0.040wt％，N≤0.0080wt％，[O]≤20ppm wt％，[H]≤2ppm wt％，余量为Fe和其它残余元素。
[0007]其中，控制碳(C)含量在0.10～0.16％范围，锰(Mn)含量1.20～1.60％范围，是为了保证板锻件热处理之后有足够的强度保证；控制铌(Nb)含量在0.020～0.040％范围，钒(V)含量在0.01～0.05％范围，以及控制作为脱氧元素的铝(Al)含量在0.015～0.040％范围，这些都具有细化晶粒的重要作用，对于保证板锻件的综合力学性能，特别是低温冲击性能具有重要作用；铜(Cu)属于不利于热加工变形的元素，其残余含量需要严格控制；钛(Ti)在钢中一般以碳(氮)化物的形式存在，形态为带尖角的块状物，易成为疲劳裂纹的源头，需要控制在0.008％以下；气体([O]和[H])过高会导致锻件内白点和显微裂纹产生的几率增加，需要在精炼过程中进行脱气(VD)处理。
[0008]本专利技术还提供了一种高质量低合金高强度板类钢锻件的制备方法，包括以下的步骤：锻造成形和热处理。
[0009]上述锻造成形的具体步骤为：对含有上述组分的原材料进行下料，原材料是钢锭或圆坯经开坯制得的方形坯料，标记其三个相邻的面分别为A面、B面和C面，方形坯料经加
热后，进行6次镦粗，按顺序依次采用C面镦粗、A面镦粗、B面镦粗、C面镦粗、A面镦粗和B面镦粗，整形至锻件尺寸的步骤，完成锻造成形。进行镦粗时，控制第2、4和6次镦粗的单次镦粗比大于或等于2：1，且第2、4和6次镦粗的总镦粗比大于或等于6：1。
[0010]上述热处理的具体步骤为：对锻造成形的板锻件依次实施(a)正火处理；(b)淬火处理；(c)回火处理；(d)取样，力学性能检测。
[0011]其中，所述(a)正火处理的具体步骤如下：
[0012](a1)将板锻件装入炉温≤650℃的热处理炉内，保持各锻件之间的间距≥50mm，以≤150℃/h的速度升温至900℃～940℃，并按照板厚T，依据30mm/h～55mm/h实施保温，保温时间4～6h；
[0013](a2)保温结束后，出炉，实施空冷。
[0014]其中，所述(b)淬火处理的具体步骤如下：
[0015](b1)将板锻件装入炉温≤350℃的热处理炉内，保持各锻件之间的间距≥50mm，以≤150℃/h的速度升温至900℃～930℃，并按照板厚T，依据40mm/h～60mm/h实施保温，保温时间4～6h；
[0016](b2)保温结束后，出炉，实施淬火；
[0017](b3)板锻件淬火冷却，介质选用水，介质温度为20～40℃，在冷却时保持介质处于稳定的强制对流状态。
[0018]其中，所述(c)回火处理的具体步骤如下：
[0019](c1)将板锻件装入炉温≤350℃的热处理炉内，保持各件之间间距≥50mm，以≤90℃/h的速度升温至600℃～650℃，并按照板厚T，依据25mm/h～40mm/h实施保温，保温时间4～6h；
[0020](c2)保温结束后，出炉空冷。
[0021]进一步的，对于回火处理后的煅件，待其空冷至40℃以下后，取样进行力学性能检测；力学性能检测的具体步骤如下：
[0022](d1)在板锻件加长端，距离端面不小于T/4的位置进行锯切试块；
[0023](d2)从截取的试样上，依次取纵向拉伸、纵向冲击、横向拉伸、横向冲击和轴向冲击的试样；
[0024](d3)依据GB/T 228.1进行拉伸试样的加工，并检测其室温纵向和横向拉伸性能；
[0025](d4)依据GB/T 229进行冲击试样的加工，缺口为V型，并检测其纵向、横向和轴向
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50℃冲击性能。
[0026]本专利技术的有益效果在于：
[0027](1)本专利技术首先从制造板锻件的原材料上进行了改进和调整，如，控制碳、锰的含量，以便于保证板锻件热处理之后有足够的强度保证；同时控制钒、铌、铝含量在合理的范围之内，以保证板锻件的综合力学性能水平，特别是低温冲击性能，其
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50℃下纵向、横向、轴向Kv(J)分别能够达到115.7/124.7/116.9、82.1/102.5/133.6、99.3/79.0/90.6；采用本专利技术的热处理方法，还能够保证板锻件获得足够的强度和韧性；
[0028](2)采用本专利技术特定的工艺，将原料经多向锻造方法进行锻造，可以有效保证板锻件内部组织的致密性，更有利于板锻件热处理后多向力学性能的实现；各向屈服强度370MPa以上，各向抗拉强度520MPa以上，各向
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50℃低温冲击吸收功90J以上，与现有技术相
比，各向综合力学性能水平更优良；且还能够保证至少20年的使用，达到较长使用寿命的目的，满足预期。
附图说明
[0029]图1为方形坯料尺寸图；
[0030]图2为板锻件尺寸图。
具体实施方式
[0031]为了能使本领域技术人员更好的理解本专利技术，现结合具体实施方式本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高质量低合金高强度板类钢锻件，其特征在于，按重量百分比计，所述锻件的原材料包括以下组分：C0.10~0.16wt%，Si 0.20~0.50wt%，Mn 1.20~1.60wt%，Cr ≤0.30wt%，Mo ≤0.08wt%，Ni≤0.50wt%，P≤0.015wt%，S≤0.008wt%，Cu≤0.05wt%，Ti≤0.008wt%，V0.01~0.05wt%，Nb0.020~0.040wt%，Al 0.020~0.040wt%，N≤0.0080wt%，[O]≤20ppm wt%，[H]≤2ppm wt%，余量为Fe。2.一种权利要求1所述的高质量低合金高强度板类钢锻件的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：锻造成形、热处理。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述锻造成形的具体步骤为：对含有权利要求1所述组分的原材料进行下料，原材料是钢锭或圆坯经开坯制得的方形坯料，标记其三个相邻的面分别为A面、B面和C面，方形坯料经加热后，进行6次镦粗，按顺序依次采用C面镦粗、A面镦粗、B面镦粗、C面镦粗、A面镦粗和B面镦粗，整形至锻件尺寸的步骤，完成锻造成形。4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，进行镦粗时，控制第2、4和6次镦粗的单次镦粗比大于或等于2：1，且第2、4和6次镦粗的总镦粗比大于或等于6：1。5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述热处理的具体步骤为：对锻造成形的板锻件依次实施以下处理：（1）正火处理；（2）淬火处理；（3）回火处理；（4）取样，力学性能检测。6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述正火处理的具体步骤如下：（a1）将板锻件装入炉温≤650℃的热处理炉内，保持各锻件之间的...
【专利技术属性】
技术研发人员：尚贺军，臧超，张鑫，王政通，刘嘉震，刘蕾，
申请(专利权)人：伊莱特能源装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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