本发明专利技术公开了一种高塑性高韧性超高强度钢板及制造方法，该高强钢板化学成分按重量百分比计，C：0.14～0.18%，Si：0.10～0.30%，Mn：0.80～1.30%，P：≤0.015%，S：≤0.005%，Nb：0.010～0.050%，Ti：0.006～0.020%，V：0.020～0.060%，Cr：0.30～0.60%，Mo：0.20～0.80%，余量为Fe及不可避免的杂质。制造方法：采用转炉冶炼。通过TMCP工艺，随后进行调质处理。所获得的高塑性高韧性超高强度钢板组织为回火索氏体、片层间距细小，原始奥氏体晶粒均匀、细小。具有生产工艺稳定，可操作性强，以及低成本、高性能等特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种高强度钢板，尤其是。
技术介绍
随着装备制造业的迅猛发展，工程机械用钢市场需求增大，发展前景广阔。低合金高塑性高韧性超高强度钢由于其具有超高强度、加工成型良好、冲击韧性高、可焊性良好等优点，可广泛应用于装备制造业如起重机、机动车底盘，推土机附件等需要高强度、可饶性好的部件，并能降低成本、减轻质量和增加有效负载。国际上一般认为，屈服强度> 840MPa 的结构用钢可称为超高强度结构钢。由于这类钢在达到超高强度的同时，具有较高的塑性和优异的低温冲击韧性。近几年来，此类钢种成为研究与开发的热点。通常来说，钢的强度越高，塑性与低温韧性越难提高。为了大幅度提高了钢材的强度和加工性能，同时得到超高强度钢材与高强度相匹配的良好韧性和塑性，需要合理的利用合金化，通过冶炼工艺，轧制工艺及热处理工艺，使钢材获得理想的组织形态，完全能够满足构件的加工制作要求。现有的涉及在超高强度钢板的生产方法的专利，主要是通过控轧控冷或热处理方法获得超高强度钢板，具体生产方法如下中国专利98807689. 6提供了一种超低温韧性优异的可焊接的超高强度钢的制造方法，它通过将钢板加热至一定温度，在奥氏体再结晶区轧制和奥氏体未再结晶区以每道道次压缩量大于50%轧制，终轧温度略高于70(TC，随后淬火处理，控制淬火结束温度，最后进行空冷。获得了抗拉强度大于930MPa的具有超高强度低温冲击韧性钢。该方法不仅需要控制淬火温度，同时，还要求终轧温度略高于700°C低温未再结晶区轧制，且道次压缩量须大于50%，对这种超高强度钢种轧制来说，这无疑是增加了轧制负荷，加大了现场大生产控制难度。中国专利9881M39. 4提供了一种具有优异的低温韧性的超高强度钢，该钢通过奥氏体再结晶区轧制和奥氏体未再结晶区轧制，控制淬火结束温度，然后在400°C Ac1(铁素体开始相变点)之间回火，获得了抗拉强度大于830MPa以上的高强度钢板。但是，该钢用了较低含碳量0. 04 0. 12%，为了保证强度与低温韧性，所以该钢加入了大量合金与微合金，其中镍含量大于1%，成本较高。中国专利200510024775. 3公开了一种屈服强度960MPa以上超高强度钢板及其制造方法，其生产方法也是将钢坯加热后，在奥氏体再结晶区与未再结晶区轧制，以大于50C /s冷却速度冷至Ms点以下，获得屈服强度960MPa，但是其-20°C V型冲击吸收功只有 35 55J。可见由于直接TMCP轧制获得的高强钢，导致了钢中的强韧性未达到良好的匹配。中国专利200810080072. 6公开了一种高塑性高韧性超高强度钢板，轧制后，经调质热处理，获得了超高强度钢板，但其合金元素复杂，贵重合金较多，需要热矫直，并且矫直温度较高，介于500 600°C。说明尽管调质处理后，钢板中残余应力较大，导致了板形问题，同时也增加了工序与成本。
技术实现思路
鉴于以上现有技术的不足，考虑到超高强度钢板的强韧性匹配与良好的加工性能要求，且易于生产，本专利技术的目的是提供，该方法利用简单的化学成分设计方式和无需大冷速的TMCP工艺，通过一种简单的调质热处理方法，便可获得高塑性高韧性超高强度钢板。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的一种高塑性高韧性超高强度钢板，其特征在于该超高强钢板中钢的化学成分按重量百分比计，C 0. 14 0. 18%, Si 0. 10 0. 30%, Mn :0. 80 1. 30%, P ^ 0. 015%, S 彡 0. 005%, Nb 0. 010 0. 050%, Ti :0. 006 0. 020%, V :0. 020 0. 060%, Cr :0. 30 0. 60%, Mo 0. 20 0. 80%，余量为!^e及不可避免的杂质。由于钢的化学成分是影响超高强钢板性能的关键因素之一，本专利技术为了使所述钢获得综合性能，对所述钢的化学成分进行了限制，原因在于C 碳是影响超高强度钢力学性能的主要元素，当碳含量低于0. 05则强度低，含量高于 0. 20%时，则存在韧性和可焊性变差的缺点。最适宜的区间在0. 14 0. 18%。Si 硅是炼钢脱氧的必要元素，也具有一定的固溶强化作用，在本专利技术中将硅限定在0. 10 0. 30%的范围内。Mn:锰在所述钢中具有推迟奥氏体向铁素体的转变的作用，对细化铁素体，提高强度和韧性有利。当锰的含量较低，低于0.80%时，上述作用不显著，钢板强度和韧性偏低等。 过高，结合本专利技术中碳含量介于0. 14 0. 18%，则会引起连铸坯偏析、韧性差和可焊性降低等，故本专利技术中锰含量控制在0. 80 1. 30%的范围内。Nb 微量铌的溶质拖曳作用和Nb对奥氏体晶界的钉扎作用，均抑制形变奥氏体的再结晶，并在冷却或回火时形成析出物，从而使强度和韧性均得到提高。添加量小于0.010% 时效果不明显，大于0.050%时韧性降低，促进连铸坯产生表面裂纹。因此，铌含量应控制在 0. 010 0. 050%的范围内。V:钒是钢的优良脱氧剂。钢中加入钒可细化组织晶粒，提高强度和韧性。回火时或焊接后冷却时形成碳化物，有利于增加强度。添加量小于0. 020%时效果不明显，大于 0. 060%时，钢的韧性与可焊接性降低。Ti 钛是用来固定钢中的氮元素，在适当条件下，钛、氮形成氮化钛，阻止钢坯在加热、轧制、焊接过程中晶粒长大，改善母材和焊接热影响区的韧性。钛低于0. 006%时，固氮效果差，超过0. 03%时，固氮效果达到饱和，过剩的钛会使钢的韧性恶化。当钢中的Ti、N原子之比为1 :1时，相当于Ti、N重量之比为3. 42，TiN粒子最为细小且分布弥散，对高温奥氏体晶粒的细化作用最强，不仅可获得优良的韧性，而且能够实现30KJ/cm以上的大线能量焊接。故在本专利技术中，结合实际生产中钢中氮含量控制范围，将钛成分控制在0.006% 0. 020%。Cr 铬是提高钢淬透性的元素，能够抑制多边形铁素体和珠光体的形成，促进低温组织贝氏体或马氏体的转变，提高钢的强度。但Cr含量过高将影响钢的韧性，并引起回火脆性，本专利技术中铬含量控制在0. 30 0. 60%。Mo:与Cr同样地使硬化能增加，大量添加时会增加成本，并降低韧性和可焊性，限制在0.80%以下。回火时，形成碳化物颗粒，从而有利于析出强化。一般限制在0.20 0. 80%ο钢中的杂质元素，如S、P等，会严重损害所述钢和焊接近爆缝区的低温韧性，增加连铸坯偏析程度。因此，硫、磷含量应分别控制在< 0. 005%和< 0. 015%以下。钢的化学成分按重量百分比计，优选为C :0. 16%，Si 0. 23%, Mn 0. 85%, P (0. 008%, S ^ 0. 0015%, Nb :0. 037%, Ti :0. 011%, V :0. 056%, Cr :0. 35%, Mo :0. 35%，余量为Fe及不可避免的杂质。一种高塑性高韧性超高强度钢板的生产方法，其特征在于该生产方法包括如下工序冶炼工艺采用转炉冶炼，通过顶吹，尽可能脱碳，采用RH或VD真空脱气处理以及LF 处理，尽可能降低有害元素0、N、H、S、P含量，进行微合金化，然后铸坯。钢坯的成份满足要求，即化学成分按重量百本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种高塑性高韧性超高强度钢板，其特征在于：该超高强度钢板中钢的化学成分按重量百分比计，Ｃ：０．１４～０．１８％，Ｓｉ：０．１０～０．３０％，Ｍｎ：０．８０～１．３０％， Ｐ：≤０．０１５％，Ｓ：≤０．００５％，Ｎｂ：０．０１０～０．０５０％，Ｔｉ：０．００６～０．０２０％，Ｖ：０．０２０～０．０６０％， Ｃｒ：０．３０～０．６０％，Ｍｏ：０．２０～０．８０％，余量为Ｆｅ及不可避免的杂质。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：尹雨群，刘朝霞，
申请(专利权)人：南京钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：84
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