一种大厚度785MPa级高强高韧性钢板及其生产方法

技术领域

本发明涉及钢铁生产技术领域，特别是涉及一种高镍QT工艺的大厚度785MPa级高强度、高韧性、可焊接钢板及其生产方法。

背景技术

随着经济建设和国防工业的发明，特别是海军装备建设逐步从近海防御到远海防卫转型，大量的舰船需要建造；对船体用钢的的要求越来越多越来越高。随着船体规模的扩大，吨位的提升，减轻船体结构重量、降低重心，从而提升机动性是大型船舶建造的主要发展趋势，因此应采用更高强度级别材料来实现船体结构的轻量化。目前我国船体结构用钢主要采用390MPa～590MPa级钢，但面对未来发展更大的船舶，现有结构钢的强度级别较低，起不到减重、降低重心的作用。相近强度级别高强钢多采用高碳、高碳当量合金化设计，并结合TMCP工艺以达到高强度的要求，但普遍存在焊接性、热稳定性、耐蚀性差等问题，也无法满足超低温-80℃韧性的要求。因此，急需开发785MPa级船体结构用钢以满足装备发展要求。

发明内容

本为了解决以上问题，本发明的目的在于提供一种QT工艺的大厚度785MPa级高强度、高韧性、可焊接钢板及其生产方法，以满足装备发展要求。

发明的技术方案：

一种大厚度785MPa级高强高韧性钢板，钢的合金成分百分比为C＝0.07％～0.11％，Si＝0.20％～0.30％，Mn＝0.48％～0.53％，P≤0.008，S≤0.003，Al＝0.03％～0.05％，V＝0.03％～0.06％，Ni＝4.50％～4.70％，Mo＝0.30％～0.50％，Cr＝0.40％～0.60％，其余为Fe和不可避免的杂质；钢板屈服强度785MPa～925MPa，延伸率≥15％，断面收缩率≥50％，-20℃冲击功>100J，-84℃冲击功>50J，含量N≤60ppm、O≤17ppm，钢的临界点温度为Ac1＝720℃，Ac3＝778℃。

优化的，钢的化学成分质量百分比为C＝0.08％～0.10％，Si＝0.22％～0.28％，Mn＝0.50％～0.53％，P≤0.008，S≤0.003，Al＝0.03％～0.05％，V＝0.04％～0.05％，Ni＝4.55％～4.68％，Mo＝0.36％～0.47％，Cr＝0.48％～0.59％，其余为Fe和不可避免的杂质；

生产如上述大厚度785MPa级高强高韧性钢板的方法，生产流程包括冶炼、模铸、加热、轧制、调质热处理，关键工艺步骤包括：

1)轧制：采用两阶段轧制工艺，粗轧阶段开轧温度为1050±50℃，精轧终轧温度为980±20℃，轧后水冷；

2)调质：采用淬火和中、高温回火方式，利用辐射管式无氧化加热炉对钢板进行回火处理，淬火温度在860～880℃，保温时间系数3.5min/mm；回火温度为640～680℃，升温速率为3min/mm，回火保温时间系数3.0min/mm；回火后快冷，冷却速度为10～14℃/s，得到785MPa级高强钢板，

采用上述发明所产生的有益效果在于：本发明采用NiCrMoV合金系进行合金设计，保证了钢的良好低温韧性和易焊接性；通采用高精度轧制技术及轧后直接时效或固溶+时效热处理等工艺提高了钢的强韧性匹配。

附图说明

图1为实施例1的80mm厚785MPa级钢板调质钢板厚1/2位置微观组织形貌。

图2为实施例2的100mm厚785MPa级钢板调质钢板厚表面位置微观组织形貌。

图3为实施例2的100mm厚785MPa级钢板调质钢板厚1/4位置微观组织形貌。

图4为实施例2的100mm厚785MPa级钢板调质钢板厚1/2位置微观组织形貌。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。

实施例1

生产785MPa级高强韧易焊接钢板，厚度为80mm，其化学成分及碳当量百分比见表1。

生产流程包括冶炼、模铸、加热、轧制、调质热处理，关键工艺步骤包括：

(1)轧制工序：采用两阶段轧制，粗轧开轧温度为1050℃，精轧开轧温度为940℃，轧后水冷；

(2)调质工序：淬火温度为880℃，保温时间系数为2.8min/mm，水冷；回火温度为640℃，保温时间系数为3.0min/mm，回火结束后空冷。

本实施例785MPa级高强韧易焊接钢板1/2位置处的显微组织见图1，由图1可知组织为回火索氏体+贝氏体回火组织，各项力学性能指标见表2。

实施例2

生产785MPa级高强韧易焊接钢板，厚度为100mm，其化学成分及碳当量百分比见表1。

生产工序包括冶炼、模铸、加热、轧制及调质热处理，关键工艺步骤包括：

(1)轧制工序：采用两阶段轧制，粗轧开轧温度为1040℃，精轧开轧温度为900℃，轧后水冷；

(2)调质工序：淬火温度为880℃，保温时间系数为2.8min/mm，水冷；回火温度为640℃，保温时间系数为3.0min/mm，回火结束后空冷。

本实施例785MPa级高强韧易焊接钢板表面、1/4、1/2位置处的显微组织见图2、图3、图4，由图可知组织为回火索氏体+贝氏体回火组织。各项力学性能指标见表2。

表1实施例785MPa级高强韧易焊接钢板化学成分及百分比(％)

表2热处理后钢板的力学性能