一种低冷裂纹敏感系数的890MPa级高强钢及生产方法

摘要

本发明公开了一种低冷裂纹敏感系数的890MPa级高强钢及生产方法，按照重量百分比，由以下原料制备而成：C：0.05～0.09％、Si：0.12～0.60％、Mn：1.55～1.85％、P≤0.020％、S≤0.010％、Nb：0.015％～0.060％、Alt：0.010％～0.060％、B：0.0008％～0.0025％、Ti：0.008％～0.020％、Cr：0.20％～0.60％、Ni≤0.15％、Cu≤0.15％、N≤0.0060％、O≤0.0030％、H≤0.0002％、Pcm≤0.21、余量为Fe和不可避免的杂质，本发明适用于高强钢，通过本发明的生产方法生产的890MPa级高强钢，其屈服强度≥890MPa，抗拉强度≥940MPa，等比例伸长率A≥11％，‑20℃纵向冲击功≥100J，且本发明在生产高强钢时不需要添加成本较高的合金，因此生产成本较低，同时本发明工艺流程简单，不复杂。

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶金技术领域，具体是一种低冷裂纹敏感系数(不大于0.21)的890MPa级高强钢及生产方法。

背景技术

低焊接裂纹敏感性高强钢在不预热或者低预热的情况下焊接不出现裂纹，国际上称为CF(CrackFree)钢。此类钢的主要特点是具有低Pcm、低碳当量、优异的焊接性能，同时具有高强高韧等特点。

低裂纹敏感指数Pcm(Pcm＝C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B)判断钢的焊接性好坏的一种方法，主要是判定钢的冷裂纹倾向大小。冷裂纹敏感指数越大，说明钢在焊接时产生裂纹的倾向就大，其焊接性就差。

发明专利CN111945077A公开了一种超高强工程机械用钢Q890D及其生产方法，钢板成分组成及质量百分含量为：C＝0.07～0.09，Mn＝1.10～1.30，Nb＝0.015～0.035，Ti＝0.015～0.025，Cr＝0.30～0.40，Mo＝0.50～0.60，B＝0.0008～0.0015，Als≥0.015；生产过程采用在线淬火+回火的生产工艺，工序多，交货周期长。

发明专利CN111519096A公开了一种含稀土的Q890CF高强钢板及其制造方法，该钢板的化学成分按质量百分比为：C:0.9～0.12％，Si:0.30～0.40％，Mn:1.7～2.0％，Alt:0.2～0.60％，Cr:0.35～0.55％，Mo:0.25～0.40％，Ni:0.2～0.4％，Cu:0.2～0.4％，Nb:0.04～0.07％，B≤0.001％，V:0.04～0.06％，Ti:0.01～0.03％，P≤0.013％，S≤0.008％，稀土Ce≤0.004％，该方法需要添加Mo、Ni、CU等昂贵合金，合金成本较高，且其Pcm≤0.28。

发明专利CN112853223A公开了一种免回火超高强工程机械用钢Q890D及其生产方法，其化学成分及重量配比为C:0.040～0.060％，Mn:0.90～1.05％，Nb:0.035～0.050％，Ti:0.020～0.030％，Cr:0.45～0.55％，Mo:0.55～0.65％，B:0.0010～0.0015％，其生产方法包括板坯加热、控制轧制、驰豫+在线淬火工序。该方法需要添加Mo等昂贵合金，合金成本较高，且其Pcm≤0.27。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种冷裂纹敏感系数不大于0.21的890MPa级高强钢及生产方法。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种冷裂纹敏感系数不大于0.21的890MPa级高强钢，按照重量百分比，由以下原料制备而成：C：0.05～0.09％、Si：0.12～0.60％、Mn：1.55～1.85％、P≤0.020％、S≤0.010％、Nb：0.015％～0.060％、Alt：0.010％～0.060％、B：0.0008％～0.0025％、Ti：0.008％～0.020％、Cr：0.20％～0.60％、Ni≤0.15％、Cu≤0.15％、N≤0.0060％、O≤0.0030％、H≤0.0002％、Pcm≤0.21、余量为Fe和不可避免的杂质。

本发明公开了一种冷裂纹敏感系数不大于0.21的890MPa级高强钢的生产方法，具体步骤如下：

铁水预处理：对铁水进行脱硫处理；

顶底复吹转炉：采用顶底复吹转炉吹氧，进行吹炼；

精炼：对钢水进行精炼处理；

宽板坯连铸：采用全程保护浇注；

炉卷轧制：通过炉卷轧制工艺对板坯进行轧制；

控冷：对轧制的板坯进行控冷降温。

在一种可能的实现方式中，所述铁水预处理中，铁水预处理前铁水中含S≥0.04％，在进行预处理后含S≤0.01％。

在一种可能的实现方式中，所述顶底复吹转炉中，顶底复吹转炉吹氧吹炼时间为：14～16min，出钢时钢水中P≤0.015％，S≤0.020％，O≤0.06％。

在一种可能的实现方式中，所述精炼中，其包括LF精炼、VD或RH真空精炼，通过LF精炼和VD真空精炼处理，使钢水温度和成分满足连铸和目标成分要求，其中钢水中N≤0.006％、O≤0.003％、H≤0.0002％。

在一种可能的实现方式中，所述宽板坯连铸中，浇注、拉伸波动在控制在±0.05m/min，浇注时，洁净器钢液面波动在±3mm，钢水过热度控制在10～25℃，铸坯低倍偏析B1.5级以下，疏松1.5级以下。

在一种可能的实现方式中，所述炉卷轧制工艺中，再加热温度为1200～1250℃；

在一种可能的实现方式中，所述炉卷轧制工艺中，再结晶区轧制温度区间为980～1120℃，再结晶区轧制道次压下率≥15％，再结晶区轧制总压下率≥40％。

在一种可能的实现方式中，所述炉卷轧制工艺中，未再结晶区轧制温度区间：精轧开轧温度为840～960℃，未再结晶区轧制总压下率≥60％，终轧温度区间为720～840℃。

在一种可能的实现方式中，所述炉卷轧制工艺中，轧后采用加速冷却，冷却速度≥15℃/s，终冷温度：360～470℃。

通过本发明的生产方法生产的890MPa级高强钢，其屈服强度≥890MPa，抗拉强度≥940MPa，等比例伸长率A≥11％，-20℃纵向冲击功≥100J，且本发明在生产高强钢时不需要添加成本较高的合金，因此生产成本较低，同时本发明工艺流程简单，不复杂。

附图说明

图1是本发明方法流程框图。

具体实施方式

以下结合附图1，进一步说明本发明一种冷裂纹敏感系数不大于0.21的890MPa级高强钢及生产方法的具体实施方式。本发明一种冷裂纹敏感系数不大于0.21的890MPa级高强钢及生产方法不限于以下实施例的描述。

实施例1

本实施例中调质钢按重量百分比配比，包括以下组成成分：C：0.075％，Si：0.23％，Mn：1.70％，P：0.009％，S：0.001％，Al：0.028％，Nb：0.050％，B：0.0017％，Ti：0.015％，Cr：0.53％，N：0.0045％，Pcm≤0.21余量为Fe和不可避免杂质。

本实施例的生产工艺路线包括铁水脱硫处理、顶底复吹转炉、LF精炼、VD脱气、宽板坯连铸、炉卷轧机轧制、控制冷却。铁水含S≥0.040％，采用铁水预处理工序进行脱硫，目标0.010％以下；顶底复吹转炉吹氧吹炼14～16min，出钢保证钢水P≤0.015％，S≤0.020％，O≤0.06％；通过LF精炼和VD真空精炼处理，钢水温度和成分满足连铸和目标成分要求，其中气体：N≤0.0060％，O≤0.0030％，H≤0.0002％；宽板坯连铸采取全程保护浇注、拉伸波动在±0.05m/min，洁净器钢液面波动在±3mm，钢水过热度控制在10～25℃，铸坯低倍偏析B1.5级以下，疏松1.5级以下。

其中，轧制工艺制度见表1。

表1本实施例30mm低成本无钼控冷工艺生产Q890高强钢轧制工艺制度

本实施例炉卷轧制工艺为：板坯再加热温度为1250℃，在炉时间135min，均热时间30min，再结晶区开轧温度为1085℃，再结晶区终轧温度为1008℃，再结晶区轧制道次压下率≥15％，再结晶区轧制总压下率为45％；未再结晶区开轧温度为900℃，未再结晶区终轧温度为810℃，未再结晶区轧制总压下率为75％；终冷温度为350℃。

按照本实施例的步骤生产的钢板，其性能指标见表2。

表2本实施例制造的钢板的性能指标

由表2可以看出，本实施例生产出来的的890MPa级高强钢能满足产品强度、韧性、塑性等要求，且有一定的富余量。

实施例2

本实施例中调质钢按重量百分比配比，包括以下组成成分：C：0.068％，Si：0.23％，Mn：1.65％，P：0.010％，S：0.001％，Nb：0.052％，Al：0.038％，B：0.0015％，Ti：0.015％，Cr：0.52％，N：0.0045％，Pcm≤0.21余量为Fe和不可避免杂质。

本实施例的生产工艺路线包括顶底复吹转炉、LF精炼、VD脱气、宽板坯连铸、炉卷轧机轧制。其中，轧制工艺制度见表3。

表3本实施例20mm低成本无钼非调质800MPa高强度钢板轧制工艺制度

本实施例炉卷轧制工艺为：板坯再加热温度为1235℃，在炉时间135min，均热时间30min，再结晶区开轧温度为1100℃，再结晶区终轧温度为990℃，再结晶区轧制道次压下率≥15％，再结晶区轧制总压下率为60％；未再结晶区开轧温度为920℃，未再结晶区终轧温度为790℃，终冷温度为375℃。

按照本实施例的步骤生产的钢板，其性能指标见表4。

表4本实施例制造的钢板的性能指标

由表4可以看出，本实施例生产出来的本实施例生产出来的的890MPa级高强钢能满足产品强度、韧性、塑性等要求，且有一定的富余量。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。