一種大線能量焊接鋼板的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種大線能量焊接鋼板，所述鋼板以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由以下組份組成：C：0.12～0.16，Mn：1.2～1.6，Si：0.8～1.0，Ni：1.5～1.7，Cr：0.4～0.6，V：0.01～0.03，Ti：0.05～0.15，P≤0.020，S≤0.015，O：0.001～0.005，Als：0.005～0.025、Ca：0.005～0.025，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
【專利說(shuō)明】一種大線能量焊接鋼板
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼鐵冶金【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種大線能量焊接鋼板。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)速度的加快，各領(lǐng)域鋼結(jié)構(gòu)日益大型化，為進(jìn)一步提高焊接效率、大幅度降低鋼結(jié)構(gòu)焊接勞動(dòng)強(qiáng)度和制作成本，對(duì)制作大型鋼結(jié)構(gòu)的鋼板的強(qiáng)韌性和鋼板能承受的焊接線能量要求逐步提高，為此，技術(shù)人員對(duì)鋼板成份及生產(chǎn)方法進(jìn)行各種改進(jìn)，以期達(dá)到更好的性能，但是仍然存在各種不足。
[0003]如日本專利JP20070158284和中國(guó)專利200710052132生產(chǎn)工藝中均采用常規(guī)的Al脫氧，該脫氧方式易產(chǎn)生惡化鋼板和焊接熱影響區(qū)(HAZ)強(qiáng)韌性的Al2O3夾雜物，從而嚴(yán)重影響鋼板的焊接性能，且前者還含有相對(duì)較多N1、Cr、Mo、V等貴金屬元素，增加了合金化成本。
[0004]另外，中國(guó)專利200510023216公開(kāi)了一種可大線能量焊接的厚鋼板。該發(fā)明從合金設(shè)計(jì)入手，采用極低碳C-高M(jìn)n-Nb微合金鋼作為基礎(chǔ)，適當(dāng)?shù)乜刂艫ls含量、進(jìn)行B-Mg微合金化、REM處理及控制Ti/N等冶金技術(shù)手段，并優(yōu)化TMCP工藝，使獲得均勻優(yōu)異的母材鋼板低溫韌性的同時(shí)，大線能量焊接時(shí)HAZ的低溫韌性也同樣優(yōu)異。但是其缺點(diǎn)在于所采用的微合金化技術(shù)生產(chǎn)的鋼板可承受的焊接線能量較低，此外，極低碳C-高M(jìn)n-Nb微合金鋼對(duì)于正常軋制時(shí)鑄坯加熱要求的溫度也較高，不利于節(jié)能減排。
[0005]此外，文獻(xiàn)(李敏，鄭香增。大線能量焊接用鋼的研究概況，山東冶金，2008，30(3):8-12)介紹了目前國(guó)內(nèi)外眾多鋼鐵企業(yè)在競(jìng)相開(kāi)發(fā)適于大線能量焊接(超過(guò)500kJ/cm)，同時(shí)具有高強(qiáng)度、低焊接裂紋敏感性的品種鋼。其化學(xué)成分相對(duì)復(fù)雜，N1、Cr、Mo、V均為貴金屬，合金化成本高，大大限制了使用。
[0006]文獻(xiàn)(卜勇，尹法章等。稀土和Ca、Mg元素對(duì)高強(qiáng)度鋼焊接熱影響區(qū)組織和韌性的影響，鋼鐵，2006，41 (4):71-76)介紹了添加REM和Ca、Mg元素可在鋼的大線高能焊接熱影響區(qū)中形成彌散穩(wěn)定的氧硫化物(CeCa)202S和(CeMg)202，有效地控制細(xì)小彌散的氧硫化合物，獲得適中奧氏體有效晶粒尺寸和提供HAZ中形成晶內(nèi)針狀鐵素體及穩(wěn)定活性的形核位置，促進(jìn)晶內(nèi)鐵素體協(xié)同形核生長(zhǎng)，有效地使得HAZ組織微細(xì)化。不足之處在于，鋼板可承受的焊接線能量?jī)H為lOOkJ/cm，仍難以滿足對(duì)工業(yè)上對(duì)高強(qiáng)鋼超大線能量焊接性能的要求。
[0007]由此，大型、特大型鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)鋼將面臨需同時(shí)滿足高強(qiáng)韌性能及超大線能量焊接性能的技術(shù)升級(jí)和技術(shù)進(jìn)步的一些新課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提出一種大線能量焊接鋼板，該鋼板強(qiáng)韌性匹配優(yōu)良，具有強(qiáng)度高、優(yōu)良的低溫韌性、高Z向性能以及能承受超大線能量(> 500kJ/cm)，本發(fā)明鋼板合金含量低，從而生產(chǎn)成本低、可廣泛適用于各種需要高效焊接的大型、特大型鋼結(jié)構(gòu)。[0009]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0010]一種大線能量焊接鋼板，所述鋼板以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由以下組份組成:C:0.12~0.16，Mn:1.2 ~1.6，Si:0.8 ~1.0，Ni:1.5 ~1.7，Cr:0.4 ~0.6，V:0.01 ~0.03，Ti:0.05 ~0.15, P ≤ 0.020, S ≤ 0.015,0:0.001 ~0.005, Als:0.005 ~0.025,Ca:0.005 ~0.025，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0011]優(yōu)選，所述鋼板以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由以下組份組成:C:0.13~0.15，Mn:1.3~1.5，S1:0.85 ~0.95, N1:1.55 ~1.65, Cr:0.45 ~0.55, V:0.015 ~0.025, T1:0.08 ~0.12，P ≤ 0.020，S ≤ 0.015，O:0.002 ~0.004，Als:0.010 ~0.020、Ca:0.010 ~0.020，其余
為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0012]最優(yōu)選，所述鋼板以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由以下組份組成:C:0.14，Mn:1.4，S1:0.90，Ni:1.60，Cr:0.50，V:0.020，T1:0.10，P ≤ 0.020，S ≤ 0.015，O:0.003，Als:0.015、Ca:
0.015，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0013]本發(fā)明中化學(xué)組分的作用原理如下:
[0014]一般情況下，C對(duì)強(qiáng)韌性及其組織組成有較大的影響，對(duì)鋼板的工藝性能也有一定的影響，本發(fā)明控制的含量范圍能很好保證鋼板的強(qiáng)韌性。Si和Mn元素在鋼板中具有脫氧作用和合金化作用，并有強(qiáng)化韌性的作用。Ni有利于提高金屬的韌性尤其是低溫沖擊韌性，降低脆性轉(zhuǎn)變溫度。鋼板中含一定的Cr元素有利于提高針狀鐵素體含量，并有細(xì)化鐵素體晶粒的作用，有助 于熱處理后性能維持在較高的水平，并且Cr合金還是一種非常便宜的資源，有利于降低鋼板的生產(chǎn)成本。V元素能有效提高強(qiáng)度。Ti能控制先共析鐵素體的析出，提高晶內(nèi)針狀鐵素體含量.微量的O、Ca、及Als將會(huì)促使鋼板中產(chǎn)生以尺寸為I μπι以下的氧化物夾雜作為針狀鐵素體的形核質(zhì)點(diǎn)，這樣的氧化物夾雜可提高鋼板的強(qiáng)韌性。
[0015]本發(fā)明具有如下有益效果:
[0016]I)通過(guò)合理的組份及配比，低合金元素設(shè)計(jì)，生產(chǎn)出的高強(qiáng)鋼具備優(yōu)良的強(qiáng)韌性匹配，具有高強(qiáng)度(Rm≤660MPa)和優(yōu)良的低溫韌性(_20°C Akv≤230J)。
[0017]2)該鋼碳當(dāng)量較低，焊接性能優(yōu)異，可承受大線能量(≤530kJ/cm)焊接，在500kJ/cm大線能量焊接下，-20 0C時(shí)焊接熱影響區(qū)HAZ的夏比V型缺口沖擊韌性Akv ≤ 120J?？娠@著簡(jiǎn)化焊接工藝，降低成本，大幅度提高了產(chǎn)品的焊接效率和施工進(jìn)度，適應(yīng)大生產(chǎn)要求。
[0018]3.本發(fā)明因具有優(yōu)異的力學(xué)性能和焊接性能，應(yīng)用于工程建設(shè)，可改善現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)環(huán)境，提高施工效率2-5倍，同時(shí)保障工程質(zhì)量，可創(chuàng)造巨大直接和間接經(jīng)濟(jì)效益，并具有良好的社會(huì)效益。
【具體實(shí)施方式】
[0019]實(shí)施例一
[0020]一種大線能量焊接鋼板，所述鋼板以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由以下組份組成:C:0.12，Mn:
1.6，Si:0.8，N1:1.7，Cr:0.4，V:0.03，T1:0.05，P ≤ 0.020，S ≤ 0.015，O:0.005，Als:
0.005、Ca:0.025，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0021]實(shí)施例二
[0022]一種大線能量焊接鋼板，所述鋼板以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由以下組份組成:C:0.16，Mn:1.2，Si:1.0, Ni:1.5，Cr:0.6，V:0.01，T1:0.15，P ≤ 0.020，S ≤ 0.015，O:0.001，Als:
0.025、Ca:0.005，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0023]實(shí)施例三
[0024]一種大線能量焊接鋼板，所述鋼板以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由以下組份組成:C:0.13，Mn:
1.5, Si:0.85, N1:1.65, Cr:0.45, V:0.025, T1:0.08, P ( 0.020, S ( 0.015,0:0.004, Als:
0.010、Ca:0.020，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0025]實(shí)施例四
[0026]一種大線能量焊接鋼板，所述鋼板以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由以下組份組成:C:0.15，Mn:
1.3, Si:0.95, N1:1.55, Cr:0.55, V:0.015, T1:0.12, P ( 0.020, S ( 0.015,0:0.002, Als:
0.020、Ca:0.010，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0027]實(shí)施例五
[0028]一種大線能量焊接鋼板，所述鋼板以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由以下組份組成:C:0.14，Mn:
1.4，Si:0.9，N1:1.6，Cr:0.5，V:0.02，T1:0.10，P ≤ 0.020，S≤ 0.015，O:0.003，Als:0.015、Ca:0.015，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
【權(quán)利要求】
1.一種大線能量焊接鋼板，其特征在于，所述鋼板以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由以下組份組成:C:0.12 ~0.16，Mn:1.2 ~1.6，Si:0.8 ~1.0，Ni:1.5 ~1.7，Cr:0.4 ~0.6，V:0.01 ~0.03, Ti:0.05 ~0.15, P ( 0.020, S ^ 0.015,0:0.001 ~0.005, Als:0.005 ~0.025,Ca:0.005~0.025，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種大線能量焊接鋼板，其特征在于，所述鋼板以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由以下組份組成:C:0.13 ~0.15，Mn:1.3 ~1.5，Si:0.85 ~0.95，Ni:1.55 ~1.65，Cr:0.45 ~0.55，V:0.015 ~0.025，Ti:0.08 ~0.12，P ≤ 0.020，S ≤ 0.015，O:0.002 ~0.004，Als:0.010~0.020、Ca:0.010~0.020，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
3.如權(quán)利要求2所述的一種大線能量焊接鋼板，其特征在于，所述鋼板以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由以下組份組成:c:0.14，Mn:1.4，S1:0.90，N1:1.60，Cr:0.50，V:0.020，T1:0.10，P ≤ 0.020，S ≤ 0.015，O:0.003，Als:0.015、Ca:0.015，其余為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。
【文檔編號(hào)】C22C38/58GK103789665SQ201210422638
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月29日
【發(fā)明者】錢(qián)永清 申請(qǐng)人:無(wú)錫市錫山區(qū)鵝湖鎮(zhèn)蕩口青蕩金屬制品廠