专利名称：一种屈服强度700MPa级工程机械用调质钢板及其制备方法
技术领域：
本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种屈服强度700MI^级工程机械用调质钢 板及其制备方法。
背景技术：
随着国民经济的快速发展，低合金高强钢在工程机械、煤炭机械及港口机械等方 面得到越来越广泛的应用。为满足各类机械设备大型化、轻量化和高参数方向的发展要求， 低合金高强钢既要有足够的强度，还需具有良好的韧性及成形性能。近年来，国内中厚板 企业新建的现代化热处理线相继投产，高强钢板的生产装备条件与生产能力已得到明显提 升，低合金高强度钢板的研究与开发得到了更多的关注。目前，屈服强度700MPa以上高强钢板已广泛地应用于工程机械行业，国内生产 该强度级别的调质板材主要存在产品规格比较单一，合格率较低，合金元素加入量多等问 题。国外的SSAB O^WXDillingerHUtte (德国)、JFE (日本)等知名钢铁企业的产品虽 具有较高的性能附加值，但价格普遍比较昂贵。本发明基于现状，提出了一种屈服强度超过 700MPa、具有良好韧塑性能的高强结构钢化学成分体系，其特点在于碳当量不超过0. 6，可 满足fTeOmm不同厚度规格产品的性能要求。本发明涉及的轧制及热处理工艺简单，轧后采 用空冷，热处理参数可控范围较宽，产品综合性能良好，具有很好的开发价值及市场前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种屈服强度700MPa级工程机械用调质钢板及其制备方法， 制备出具有高强韧性能、良好加工性与焊接性的调质钢板。为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下
屈服强度700MI^级工程机械用调质钢板的化学成分重量百分比为C 0. 1Γ0. 14%、 Si 0. 2 0. 4%、Mn 1. Γ . 5%、P 彡 0. 02%、S 彡 0. 003%、Al 0. 02 0. 04%、Nb 0. 02 0. 04%、Ti 0. ΟΓΟ. 03%、B 0. ΟΟΓΟ. 003%、Cr 0. 2 0. 5%、Ni 0. Γθ. 3%，其余为 Fe 及其它不可避免的杂 质；同时满足碳当量 CEV(%) =C + Mn/6 + (V + Cr + Mo)/5 + (Cu + Ni)/15 彡 0. 6 ；
屈服强度700ΜΙ^级工程机械用调质钢板的性能指标为屈服强度> 700MPa，抗拉强度 彡790MPa，伸长率彡16. 0%，冲击功(-40°C )彡100J ；
屈服强度700MPa级工程机械用调质钢板的制备方法，包括以下工艺步骤铁水脱硫、 冶炼、精炼、连铸、坯料加热、轧制、空冷、淬火处理和回火处理；
所述的轧制是将合格的坯料加热至119(Tl210°C，在炉时间为45 60min。规格< 16mm 钢板采用非控轧方式，开轧温度1150°C，终轧温度830°C;规格> 16mm钢板采用两阶段的控 制轧制，精轧开轧温度为87(T950°C，终轧温度彡8400C ；
所述的淬火处理工艺参数为淬火温度90(T940°C，在炉时间为45 85min，然后利用 淬火机淬火后回火，淬火机辊道速度0. 35m/s ；回火工艺参数为加热温度61(T650°C，在炉 时间100 180min，最后空冷至室温。
本发明的工程机械用高强调质钢板具有以下优点
(1)本发明钢板具有较高的强度及低温冲击韧性，屈服强度不低于700MPa，抗拉强度 在790MPa以上，伸长率不低于16. 0%，冲击功(_40°C )不低于100J，6 60mm规格产品均具 有优良的强韧性能；
(2)本发明钢板厚度规格可控制在6飞0mm，化学成分以C-Mn-Nb-Ti-B为基础，适量加 入Cr、M即可，为实现高性能附加值，充分利用所选元素对钢淬透性及强韧性影响的协同 作用，碳当量CEV (%) ^ 0.6 ；
(3)本发明钢板采用调质热处理生产方式，回火索氏体显微组织保证了高强钢性能的 稳定与均勻性，产品厚度可达60mm，产品板形性能良好；
(4)本发明钢的冶炼、轧制、热处理等工序无复杂及苛刻的控制要求，生产工艺比较简
具体实施例方式例1 选配厚度IOmm高强韧工程机械用调质钢板的化学成分，重量百分比是C 0. 11%, Mn 1. 1%，Si 0. 2%, P 0. 014%,S 0. 002%, Al 0. 02%, Nb 0. 02%, Ti 0. 01%, B 0. 001%, Cr 0. 2%，Ni 0. 11%，其余为!^e及不可避免的杂质；
将合格的坯料加热至1190°C，保温45min，开轧温度为1150°C，不控轧，道次压下率为 10 30%，终轧温度为830°C，轧后空冷至室温；淬火加热温度为900°C，在炉时间45min ；回火 温度为610°C，在炉时间IOOmin ；
最终钢板产品金相组织为回火索氏体，屈服强度为820MPa，抗拉强度为860MPa，伸长 率为17. 0%，-40°C冲击功为111J，碳当量约0. 34%，具有良好的综合力学性能。例2 选配厚度30mm高强韧工程机械用调质钢板的化学成分，重量百分比是C 0. 13%, Mn 1. 35%, Si 0. 25%, P 0. 019%, S 0. 003%, Al 0. 027%, Nb 0. 026%, Ti 0. 012%, B 0. 002%, Cr 0. 32%，Ni 0. 20%，其余为Fe及不可避免的杂质；
将合格的坯料加热至1200°C，保温50min，粗轧开轧温度为1150°C，粗轧终轧温度为 1080°C，精轧开轧温度为950°C，终轧温度为850°C，各道次压下率为10 30%，轧后空冷至室 温；淬火加热温度为920°C，在炉时间65min ；回火温度为630°C，在炉时间140min ；
最终钢板产品金相组织以回火索氏体为主，心部出现少量下贝氏体，屈服强度为 780MPa，抗拉强度为825MPa，伸长率为18. 5%，_40°C冲击功为180J，碳当量约0. 43%，具有良 好的综合力学性能。例3 选配厚度50mm高强韧工程机械用调质钢板的化学成分，重量百分比是 C 0. 14%, Mn 1. 5%, Si 0. 38%, P 0. 015%, S 0. 002%, Al 0. 04%, Nb 0. 038%, Ti 0. 03%, B 0. 0026%, Cr 0. 48%，Ni 0. 27%，其余为Fe及不可避免的杂质；
将合格的坯料加热至1210°C，保温60min，粗轧开轧温度为1150°C，粗轧终轧温度为 1070°C，精轧开轧温度为880°C，终轧温度为840°C，各道次压下率为10 30%，轧后空冷至室 温；淬火加热温度为940°C，在炉时间85min ；回火温度为650°C，在炉时间180min ；
最终钢板产品金相组织以回火索氏体为主，心部出现少量下贝氏体，屈服强度为 790MPa,抗拉强度为835MPa，伸长率为18%，_40°C冲击功为195J，碳当量约0. 51%，具有良好 的综合力学性能。
权利要求
1.一种屈服强度700MI^级工程机械用调质钢板，其特征在于该钢板的化学成分 重量百分比为c 0. ΓΟ. 14%、Si 0. 2 0. 4%、Mn 1. Γ . 5%、P 彡 0. 02%、S 彡 0. 003%、 Al 0. 02 0. 04%、Nb 0. 02 0. 04%、Ti 0. θΓθ. 03%, B 0. 00Γθ. 003%, Cr 0. 2 0. 5%、Ni 0. Γ0. 3%，其余为Fe及其它不可避免的杂质；同时满足碳当量CEV(%) =C + Mn/6 + (V + Cr + Mo)/5 + (Cu + Ni)/15 彡 0. 6。
2.根据权利要求1所述的一种屈服强度700MPa级工程机械用调质钢板，其特征在于 该钢板的性能指标为屈服强度> 700MPa，抗拉强度> 790MPa，伸长率> 16. 0%，冲击功 (-40 0C )彡 100J。
3.根据权利要求1所述的一种屈服强度700MPa级工程机械用调质钢板的制备方法，包 括以下工艺步骤铁水脱硫、冶炼、精炼、连铸、坯料加热、轧制、空冷、淬火处理和回火处理。
4.根据权利要求3所述的一种屈服强度700MPa级工程机械用调质钢板的制备方法， 其特征在于所述的轧制是将合格的坯料加热至119(T1210°C，在炉时间为45 60min ；规格 < 16mm钢板采用非控轧方式，开轧温度1150°C，终轧温度830°C ；规格彡16mm钢板采用两 阶段的控制轧制，精轧开轧温度为87(T950°C，终轧温度> 840°C。
5.根据权利要求3所述的一种屈服强度700MPa级工程机械用调质钢板的制备方法，其 特征在于所述的淬火处理工艺参数为淬火温度90(T940°C，在炉时间为45 85min，然后 选用淬火机淬火后回火，淬火机辊道速度0. 35m/s ；回火工艺参数为加热温度61(T650°C， 在炉时间100 180min，最后空冷至室温。
全文摘要
本发明涉及一种屈服强度700MPa级工程机械用钢板及其制备方法。要点是发明钢的化学成分重量百分比为C0.11~0.14%、Si0.2~0.4%、Mn1.1~1.5%、P≤0.02%、S≤0.003%、Al0.02~0.04%、Nb0.02~0.04%、Ti0.01~0.03%、B0.001~0.003%、Cr0.2~0.5%、Ni0.1~0.3%，其余为Fe及其它不可避免的杂质。生产方法为将优质的坯料加热至1190~1210℃，执行轧制工艺，轧后空冷；在900~940℃进行淬火，610~650℃回火。本发明工程机械用高强钢金相组织为回火索氏体，轧制及热处理工艺简单；本发明钢具有高强韧性能、良好加工与焊接性能，且成本低廉，市场前景十分广阔。
文档编号C22C38/54GK102080190SQ20111003757
公开日2011年6月1日 申请日期2011年2月14日 优先权日2011年2月14日
发明者刘丽华, 康健, 王国栋, 王昭东 申请人:东北大学, 南京钢铁股份有限公司