一种785MPa级超低碳贝氏体钢及其制备方法技术

本发明专利技术涉及金属材料技术领域，尤其涉及一种785MPa级超低碳贝氏体钢及其制备方法。一种785MPa级超低碳贝氏体钢，化学成分按重量计：C：0.01％～0.03％、Si：0.5～0.8％、Mn：1.0％～2.0％、Mo：1.5％～2.0％、Nb：0.03％～0.07％、Ni：4.0％～6.0％、Cr：0.3％～0.7％、Ti：0.01％～0.03％、Al：0.01％～0.03％，其余为铁和不可避免杂质。本发明专利技术制备的钢屈服强度≥785Mpa，焊接接头

【技术实现步骤摘要】
一种785MPa级超低碳贝氏体钢及其制备方法


[0001]本专利技术涉及金属材料
，尤其涉及一种785MPa级超低碳贝氏体钢及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，船体结构用钢在逐渐向高强度、易焊接等方向发展。通常情况下，通过增加C含量，且添加大量的Ni、Cr、Mo、V等合金元素提高钢板的强度。但是，C含量以及碳当量高使得钢板的焊接难度大，在实际的焊接制造过程中，需采用预热、后热等工艺焊接，大大增加了焊接施工难度，并且焊后易因残余应力而产生裂纹，造成安全隐患。
[0003]此外，由于强度级别较高，高强度船体结构用钢通常采用调质热处理方式，组织为回火马氏体或回火马氏体+贝氏体，调质热处理后的钢板屈强比较高(≥0.93)，高的屈强比会降低钢的服役安全裕度，增加服役风险。
[0004]超低碳贝氏体钢是近20多年来国际上新发展的一大类高强度、高韧性、多用途钢种。通过大幅度减少碳含量，消除碳元素对焊接性能的影响。而且，贝氏体组织由于其软、硬相组织的合理分配，使得贝氏体钢的屈强比较低。因此，研发出一种高强度、低屈强比、易焊接的超低碳贝氏体钢是船体用钢领域探索的方向。

技术实现思路

[0005]鉴于上述的分析，本专利技术实施例旨在提供一种785MPa级超低碳贝氏体钢及其制备方法，用以解决现有高强度船体结构用钢强韧性与焊接性匹配差、屈强比高的问题。
[0006]本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
[0007]一方面，本专利技术实施例提供了一种785MPa级超低碳贝氏体钢，化学成分按重量计包含：C：0.01％～0.03％、Si：0.5～0.8％、Mn：1.0％～2.0％、Mo：1.5％～2.0％、Nb：0.03％～0.07％、Ni：4.0％～6.0％、Cr：0.3％～0.7％、Ti：0.01％～0.03％、Al：0.01％～0.03％，其余为铁和不可避免的杂质。
[0008]进一步地，所述钢的微观组织为粒状贝氏体，粒装贝氏体含量为100％。
[0009]另一方面，本专利技术实施例提供了一种785MPa级超低碳贝氏体钢的制备方法，用于制备上述785MPa级超低碳贝氏体钢，包括以下步骤：
[0010]步骤1：将钢锭进行加热锻造，得到钢坯；
[0011]步骤2：将步骤1得到的钢坯放入加热炉中加热；
[0012]步骤3：将加热后的钢坯进行粗轧和精轧；
[0013]步骤4：将经精轧过后的钢坯进行冷却，得到成品板。
[0014]进一步地，所述步骤1中，钢锭的锻造加热温度为1190℃
‑
1210℃，开锻温度为1150℃
‑
1160℃，终锻温度＞850℃。
[0015]进一步地，所述步骤2中，加热温度为1190℃
‑
1210℃，加热时间为1.8h
‑
2.2h。
[0016]进一步地，所述步骤3中，粗轧为3个道次轧制，第一道次变形量为15％～17％，第
二道次变形量为23％～25％，第三道次变形量为20％～22％。
[0017]进一步地，所述步骤3中，粗轧的开轧温度为1150～1180℃，终轧温度为960～980℃。
[0018]进一步地，所述步骤3中，精轧为3个道次轧制，第一道次变形量为19％～21％，第二道次变形量为24％～26％，第三道次变形量为33％～34％。
[0019]进一步地，所述步骤3中，精轧开轧温度为950～980℃，精轧终轧温度为750～850℃。
[0020]进一步地，所述步骤4中，冷却速度为1～5℃/s。
[0021]与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
[0022]1、本专利技术的785MPa级超低碳贝氏体钢及制备方法，采用低碳设计，钢的强度不再依靠碳的含量以及合金元素的总量，而是依靠贝氏体组织中的位错强化，细晶强化；通过控制低碳含量，基本消除了贝氏铁素体基体中的渗碳体，钢的韧性、焊接性以及屈强比得到了进一步的改善。
[0023]2、本专利技术提供的785MPa级超低碳贝氏体钢及制备方法，制备得到的785MPa级超低碳贝氏体钢稳定性好，屈服强度≥785Mpa(如805～831MPa)，抗拉强度≥1030MPa(如1031～1072MPa)，在此工艺窗口下获得的超低碳贝氏体钢的强度和韧性为同一水平；本专利技术中提供的一种785MPa级超低碳贝氏体钢的制备方法中，制备工艺简单，无需进行轧后热处理，控轧控冷后得到的组织均一、性能稳定。
[0024]3、本专利技术通过控轧控冷技术，制备出超低碳贝氏体组织，依靠贝氏体组织中的软、硬相配合，制备出低屈强比的785MPa级超低碳贝氏体钢，屈强比为0.77
‑
0.80。
[0025]4、本专利技术通过降低碳含量，基本消除了贝氏铁素体基体中的渗碳体，并通过其他元素的控制，元素之间协同作用，钢的韧性及焊接性得到了进一步的改善，焊缝中心
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40℃冲击功≥50J，焊接接头
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20℃的CTOD≥0.17mm。
[0026]本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
[0027]附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
[0028]图1为实施例1中785MPa级超低碳贝氏体钢的组织；
[0029]图2为实施例4中785MPa级超低碳贝氏体钢的组织；
[0030]图3为实施例6中785MPa级超低碳贝氏体钢的组织。
具体实施方式
[0031]下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理，并非用于限定本专利技术的范围。
[0032]本专利技术提供了一种785MPa级超低碳贝氏体钢，所述785MPa级超低碳贝氏体钢板的
化学成分按重量计包含：C：0.01％～0.03％、Si：0.5～0.8％、Mn：1.0％～2.0％、Mo：1.5％～2.0％、Nb：0.03％～0.07％、Ni：4.0％～6.0％、Cr：0.3％～0.7％、Ti：0.01％～0.03％、Al：0.01％～0.03％，其余为铁和不可避免的杂质。
[0033]目前，我国高强度船体结构用钢常采用调质热处理方式制备，组织为回火马氏体或回火马氏体+贝氏体，调质热处理后的钢板屈强比较高，强韧性与焊接性匹配差；本专利技术的785MPa级超低碳贝氏体钢通过降低碳含量，基本消除了贝氏铁素体基体中的渗碳体，并通过其他元素的控制，元素之间协同作用，钢的韧性、焊接性以及屈强比得到了改善，所制备的钢的屈服强度≥785Mpa(如805～831MPa)，抗拉强度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种785MPa级超低碳贝氏体钢，其特征在于，化学成分按重量计包含：C：0.01％～0.03％、Si：0.5～0.8％、Mn：1.0％～2.0％、Mo：1.5％～2.0％、Nb：0.03％～0.07％、Ni：4.0％～6.0％、Cr：0.3％～0.7％、Ti：0.01％～0.03％、Al：0.01％～0.03％，其余为铁和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的785MPa级超低碳贝氏体钢，其特征在于，所述钢的微观组织为粒状贝氏体，粒状贝氏体含量为100％。3.一种785MPa级超低碳贝氏体钢的制备方法，用于制备权利要求1或2所述785MPa级超低碳贝氏体钢，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：将钢锭进行加热锻造，得到钢坯；步骤2：将步骤1得到的钢坯放入加热炉中加热；步骤3：将加热后的钢坯进行粗轧和精轧；步骤4：将经精轧过后的钢坯进行冷却，得到成品板。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，钢锭的锻造加热温度为1190℃
‑
1210℃，开锻温度为1150℃
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【专利技术属性】
技术研发人员：王天琪，柴希阳，柴锋，罗小兵，陈雪慧，师仲然，潘涛，
申请(专利权)人：中联先进钢铁材料技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：