一种复相型低碳贝氏体高强度中厚钢板及其生产方法，属于高强度中厚板钢技术领域。钢板化学成分按重量百分比为C：0.04-0.1%，Si：0.3-0.55%，Mn：1.5-2.0%，P≤0.015%，S≤0.015%，Al：0.02-0.05%，Nb：0.05-0.10%，Ti：0.05-0.10%，Nb+Ti≤0.15%，余量为Fe及不可避免的夹杂。该钢无需添加Ni、Mo、Cu等贵金属元素，轧后无需热处理，采用控制轧制和UFC工艺制度，获得细化贝氏体和1%-5%MA组织，可以成功并稳定地生产具有优良强韧性的高性价比复相型高强度中厚钢板，厚度规格16-40mm，屈服强度Rp0.2?550-620Mpa，Rm?670-750Mpa，-20℃V型缺口夏比冲击功≥40J，适用于工程机械和煤机行业等领域。?
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高强度中厚板钢
，特别是涉及，尤其是一种无需添加Ni、Mo、Cu等贵重金属元素、采用控制轧制+超快速冷却工艺、组织为贝氏体(B)+ (1-590MA生产出的复相型低碳贝氏体高强度钢。该生产方法适用于配备UFC系统的宽厚板生产线。
技术介绍
低碳贝氏体钢是一类高强度、高韧性、多用途型钢种，具有较高的屈服强度、抗拉强度、良好的延伸性能、冷弯性能、焊接性能和抗冲击性能等，主要应用在煤机、工程机械、船板、桥梁等各个领域。 在本专利技术之前，专利号201110027503. 4的专利技术，提供了一种高性能低碳贝氏体钢及生产方法，采用Cr-Mo-Nb-Nb-Ti的微合金化设计，采用两阶段控轧，随后进行加速冷却，之后空冷。不足之处是采用O. 1%-0. 5%Mo元素来阻碍先析铁素体的形核和长大过程，抑制铁素体转变，但是Mo元素属于贵重金属，价格昂贵，对于控制合金成本不利。专利号200810030404. X公开了一种高强度微合金低碳贝氏体钢及其生产方法，采用Ni+Cr+Mo+ Nb+V+Ti的微合金化设计，采用回火热处理。不足之处为(I)采用O. 1-0. 15%Ni、0. 1-0. 15%Mo 和 O. 0008-0. 002%B,Ni 和 Mo 同属贵重金属，增加合金成本；(2)轧后采用回火处理，不但增加工序成本，还增加生产周期。专利200810022600. 2 一种高强度低温用低碳贝氏体钢及其生产工艺，采用Nb+Mo+Ti的微合金化设计，轧后采用高温回火处理，不足之处同样为采用O. 1-0. 5%Mo和回火处理，分别提高钢板的合金成本和工序成本，且生产周期增加。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，不采用贵重金属元素，不采用热处理方式，降低贝氏体钢板的合金成本和工序成本，缩短生产周期，加入适量适当的微合金元素，采用控制轧制+UFC冷却方式，采用贝氏体+ (1-5%) MA来生产复相型低碳贝氏体高强度钢。本专利技术设计的复相型低碳贝氏体高强度中厚钢板，该钢板的化学成分按重量百分比为 C :0. 04-0. 1%, Si 0. 3-0. 55%, Mn 1. 5-2. 0%, P^O. 015%, S ^ O. 015%, Al 0. 02-0. 05%,Nb :0. 05-0. 10%,Ti :0. 05-0. 10%,Nb+Ti ( O. 15%，余量为Fe及不可避免的夹杂。组织为贝氏体(B)+ (1-5%) MA0本专利技术可以在C-Mn钢基础上添加Nb和Ti元素，且Nb+Ti ( O. 15% ;钢板厚度规格为 16mm-40mm。本专利技术中选择的成分设计中，各元素的作用如下C :选择为O. 04-0. 1%。碳含量对钢材的强度、韧性和焊接性能都有影响。必要的碳含量起到固溶强化的作用，与加入的Nb、Ti元素作用，析出微合金碳化物，起到抑制再结晶和析出强化的作用；较低的碳含量下，板条贝氏体内的渗碳体细小，不呈现连续分布，韧性佳；更重要的是较低的碳含量可以保证钢板具有良好的焊接性能。硅选择为O. 3-0. 5%。Si是炼钢脱氧的必要元素，且以固溶强化形式提高钢的强度；含量太低脱氧效果不佳，含量太高会降低韧性，可焊性较差。锰选择为I. 5-2. 5%。Mn是固溶强化和提高钢板抗拉强度的最重要元素，对贝氏体转变有较大的促进作 用，且成本低廉，本专利技术中把Mn左右主要合金元素。铝选择为Al :0. 02-0. 05%。Al为脱氧元素，形成AlN有效硅细化晶粒，与Si相似，含量不足，脱氧效果很差，太高则影响韧性。Nb :选择为O. 05-0. 10%。Nb能够有效地抑制奥氏体再结晶，提高再结晶温度，扩大未再结晶区范围，为精轧阶段控制轧制加大压下量来细化最终组织提供保证。其中，固溶铌的细小碳氮化物对奥氏体晶界及亚结晶起到钉扎拖曳作用，在冷却过程中，部分固溶铌可以在贝氏体中析出碳氮化物，起到析出强化的作用。Ti :选择为O. 05-0. 10%。钛除了固定氮元素，还可以阻止加热、轧制和焊接过程中晶粒的长大，改善母材和焊接热影响区的韧性。另外，钢中固溶的钛可以在冷却过程中以碳氮化物的形式析出，起到阻止晶粒长大和弥散析出强化作用。磷和硫选择为彡O. 015%。P、S均为有害元素，危害钢板的韧性。本专利技术的制造工艺包括冶炼、控轧控冷；在工艺中控制的技术参数如下(I)冶炼采用真空感应电炉冶炼，浇注成铸坯；(2)控制轧制加热温度设定为118(Tl250°C，加热时间为3. 5-4. 5h，使铸坯奥氏体化，碳氮化物溶解，且温度不至于太高导致奥氏体晶粒粗大；轧制采用两阶段控制轧制技术第一阶段为粗轧阶段，其开轧温度1140°C ±30°C，道次压下率为20_35%，尽量在4-5道次完成，实现奥氏体晶粒的充分细化；轧件中间待温厚度按照成品厚度的2倍 3倍控制；第二阶段为精轧阶段奥氏体未再结晶区开轧温度880°C -900°C，轧制总压下率50%-65%，终轧温度控制在800-850°C ；奥氏体未再结晶区开轧温度880°C -900°C，尽量加大变形量，使得相变前奥氏体晶粒充分破碎，位错密度、亚结构等充分引入，为相变后组织、Nb和Ti的碳化物析出提供更多的形核点，实现相变后组织和析出物均匀细小，起到很好的细晶强化和析出强化。(3)采用UFC (控制冷却方式，终冷温度控制在500-600°C，冷却速度控制在30-40 0C /s。(4)超快速冷却后，钢板空冷至室温。本专利技术采用UFC (超快冷)技术。超快冷技术提高轧制钢材性能的一个重要技术措施，也是本专利技术控制冷却工艺的核心环节之一。通过加快轧制后的冷却速度，不仅可以抑制晶粒的长大，而且可以获得高强度高韧性所需的超细铁素体组织或者贝氏体组织。钢板以20-400C /s的冷却速度，冷至500°C _600°C，出水后空冷，在此超快速冷却技术下，奥氏体发生贝氏体转变，形成微细的贝氏体板条组织，板条细小，渗碳体细小断续弥散分布，(1-5%)MA组织尺寸细小，弥散分布，起到很好的强化作用。本专利技术引进(1-5%) MA组织。MA组织硬度大，强度高，但传统的MA组织对韧性影响很大，粗大的MA组织更是降低钢板的低温冲击韧性。但是本专利技术，通过采用组织超细化技术和超快速冷却技术，将MA含量控制在1_5%，使得MA组织即发挥高强度作用，也发挥晶粒细化对强度和韧性的正向作用。本专利技术的优点在于本专利技术采用高Nb高Ti合金设计,不采用Ni、Mo和Cu等贵重金属元素,合金成本低，节约社会资源，满足绿色环保设计理念。本专利技术采用控制轧制+UFC (超快速冷却)技术，不采用淬火和回火等热处理技术，生产成本低，生产周期短。根据本专利技术提供的化学成分和生产方法，可以成功并稳定地生产具有优良强韧性的高性价比高强钢，厚度规格16-40mm，屈服强度RpO. 2 550_620Mpa，Rm670-750Mpa,-20°C V型缺口夏比冲击功> 40J，适用于工程机械、煤机行业、船板、桥梁等领域。附图说明图I为16mm中厚钢板组织贝氏体+MA照片。图2为40mm中厚钢板组织贝氏体+MA照片。图3为16mm中厚钢板组织I. 33%MA照片。图4为40mm中厚钢板组织2· 63%MA照片。具体实施例方式实施实例I :本实施实例为规格本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种复相型低碳贝氏体高强度中厚钢板，其特征在于：该钢板的化学成分按重量百分比为C：0.04？0.1%，Si：0.3？0.55%，Mn：1.5？2.0%，P≤0.015%，S≤0.015%，Al：0.02？0.05%，Nb：0.05？0.10%，Ti：0.05？0.10%，Nb+Ti≤0.15%，余量为Fe及不可避免的夹杂；组织为贝氏体+（1？5%）MA。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张苏渊，邹扬，刘春明，姜中行，麻庆申，王海宝，朱振华，
申请(专利权)人：首钢总公司，
类型：发明
国别省市：
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