CN102168227B - 抗拉强度60公斤级超厚调质钢板 - Google Patents

Abstract

抗拉强度60公斤级超厚调质钢板，采用低C-Mn-(Ti＋Nb＋V＋B)微合金钢的成分体系作为基础，适当提高钢中酸溶Als含量且Als≥(Mn当量/C)×(N_total-0.292Ti)、控制(Mn当量)/C≥15、(Cu＋Ni＋Mo＋Cr)合金化、Ni当量≥0.90%、Mo当量≥0.25%、Nb/Ti控制在1.0～2.5之间、Ca处理且Ca/S比在0.80～3.00之间且(Ca)×(S)^0.18≤2.5×10^-3、控制F×DI指数≥0.65×成品钢板厚度等手段，优化控制轧制＋离线特殊调质工艺，使成品钢板显微组织为细小回火贝氏体＋回火马氏体，平均晶团尺寸在25μm以下，获得优良的强韧性/强塑性匹配，且沿板厚方向力学性能均匀，特别适用于水电压力水管、涡壳、海洋平台、大型工程机械等大型钢结构及设备，并且能够实现低成本稳定批量工业化生产。

Description

抗拉强度60公斤级超厚调质钢板

技术领域

本发明涉及调质钢板及其制造方法，特别涉及60公斤级超厚调质钢板及其制造方法，其抗拉强度610MPa～730MPa、屈服强度≥490MPa、-40℃夏比横向冲击功(单个值)≥80J，具有优良焊接性，成品板厚≥100mm的超厚调质钢板。

背景技术

众所周知，低碳（高强度）低合金钢是最重要工程结构材料之一，广泛应用于石油天然气管线、海洋平台、造船、桥梁结构、锅炉容器、建筑结构、汽车工业、铁路运输及机械制造之中。低碳(高强度)低合金钢性能取决于其化学成分、制造过程的工艺制度，其中强度、韧性和焊接性是低碳（高强度）低合金钢最重要的性能，它最终决定于成品钢材的显微组织状态。随着科技不断地向前发展，人们对高强钢的强韧性、强塑性匹配提出更高的要求，即在维持较低的制造成本的同时大幅度地提高钢板的综合机械性能和使用性能，以减少钢材的用量节约成本，减轻钢结构的自身重量、稳定性和安全性，更为重要的是为进一步提高钢结构安全稳定性和冷热加工性。

传统的抗拉强度≥610MPa、钢板厚度>60mm的高强钢板主要通过离线调质工艺(Q＋T)生产；但是对于钢板厚度≤60mm，也可以采用在线调质工艺(DQ+T)来生产；这就要求钢板必要具有一定的淬透性，即淬透性指数DI≥1.0×成品钢板厚度〖DI=0.311C^1/2(1+0.64Si)×(1+4.10Mn)×(1+0.27Cu)×(1+0.52Ni)×(1+2.33Cr)×(1+3.14Mo)×25.4(mm)〗，以确保钢板具有足够高的强度、优良的低温韧性及沿板厚方向显微组织与性能的均匀，因而不可避免地向钢中加入大量Cr、Mo、Ni、Cu等合金元素，而且对厚度≥100mm的超厚调质钢板，如何保持钢板厚度方向力学性能的均匀基本没有涉及，如日本专利昭59-129724、平1-219121所公开的。

更重要的是，采用传统调质钢成分体系与制造工艺生产出的钢板不仅最大厚度受到限制(≤100mm)，钢板沿厚度方向的力学性能均匀性较差，表现为硬度沿厚度方向呈锅底状分布，即钢板上下表面硬度高、中心部位硬度低；而且调质钢板1/4厚度位置的强度、低温韧性及延伸率等技术指标虽然能够满足用户的要求，但是钢板延伸率普遍偏低(δ₅≤20%)，超厚规格的调质钢板延伸率更低，一般均δ₅≤18%。如美国专利4855106、5183198、4137104、4790885、4988393及欧洲专利EP0867520A2所公开的；而较低的延伸率不仅不利于钢板冷热加工性能，而且对钢板的抗疲劳性能、抗应力集中敏感性及结构稳定性影响较大；水电工程中的压力水管和涡壳、火电汽轮发电机及海洋采油平台结构等疲劳重载结构上使用时，存在安全较大的隐患；因此大型疲劳重载钢结构采用高强调质钢时，一般希望高强调质钢具有优良的强韧性、强塑性匹配，尤其对60公斤级调质钢板抗拉延伸率δ₅在20%以上。现有大量专利文献只是说明如何实现母材钢板的强度和低温韧性，就改善钢板焊接能性，获得优良焊接热影响区HAZ低温韧性说明较少，更没有涉及如何在提高钢板抗拉强度的同时，提高钢板的抗拉延伸率及厚度方向力学性能均匀性，参见日本专利昭63-93845、昭63-79921、昭60-258410、特平开4-285119、特平开4-308035、平3-264614、平2-250917、平4-143246、美国专利5798004、欧洲专利EP0288054A2、及西山纪念技术讲座第159-160，P79～P80。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗拉强度60公斤级超厚调质钢板，通过钢板合金元素的组合设计、控制轧制工艺与特殊调质工艺相结合，在获得优良特厚（≥100mm）调质钢板强度、低温韧性及强韧性匹配的同时，钢板的焊接性也同样优异，并成功地解决了特厚调质钢板沿钢板厚度方向强韧性不均匀的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

本发明采用低C-Mn-(Ti＋Nb＋V＋B)微合金钢的成分体系作为基础，适当提高钢中酸溶Als含量且Als≥(Mn当量/C)×(N_total-0.292Ti)、控制(Mn当量)/C≥15、(Cu＋Ni＋Mo＋Cr)合金化、Ni当量≥0.90%、Mo当量≥0.25%、Nb/Ti控制在1.0～2.5之间、Ca处理且Ca/S比在0.80～3.00之间且(Ca)×(S)^0.18≤2.5×10^-3、控制F×DI指数≥0.65×成品钢板厚度等冶金技术控制手段，优化控制轧制＋离线特殊调质工艺，使成品钢板的显微组织为细小回火贝氏体＋回火马氏体，平均晶团尺寸在25μm以下，获得优良的强韧性/强塑性匹配且沿板厚方向力学性能均匀，特别适用于水电压力水管、涡壳、海洋平台、大型工程机械等大型钢结构及设备，并且能够实现低成本稳定批量工业化生产。

具体地，本发明的抗拉强度60公斤级超厚调质钢板，其成分重量百分比为：

C：0.06%～0.10%

Mn：1.00%～1.40%

Si：≤0.15%

P：≤0.013%

S：≤0.0030%

Cr：0.15%～0.45%

Mo：0.20%～0.50%

Ni：0.50%～1.00%

Cu：0.15%～0.45%

B：0.0006%～0.0014%

Ti：0.006%～0.012%

Als：0.045%～0.070%

N：≤0.0065%

Nb：0.008%～0.030%

V：0.030%～0.060%

Ca：0.001%～0.005%

其余为铁和不可避免的夹杂；

且上述元素含量必须同时满足如下关系：

C、Mn当量之间的关系：(Mn当量)/C≥15，其中Mn当量＝Mn＋0.74Ni＋0.16Cu＋0.22Cr-0.73Mo；确保钢板在-40℃条件下为断裂行为为塑性断裂。

Als、Ti与N之间的关系：Als≥(Mn当量/C)×(N_total-0.292Ti)，以确保钢中固溶[B]≥5ppm且AlN以细小弥散状态析出，细化淬火前奥氏体晶粒尺寸，改善钢板低温韧性及沿板厚方向钢板力学性能均匀。

Ni当量＝Ni＋0.37Mn＋0.18Cu-1.33Si-0.89Al≥0.90%，以改善60公斤调质钢中铁素体位错1/2<111>(110)低温可动性，确保钢板显微组织的本征韧性。

Mo当量＝Mo＋0.27Cr＋1.05V-0.57Cu-0.073Mn≥0.25%，确保钢板抗回火软化性，保证超厚60公斤级调质钢板强韧性匹配。

Nb/Ti在1.0～2.5，最大程度发挥控制轧制效果，细化晶粒尤其钢板芯部的晶粒，改善超厚调质钢板强度、韧性及沿板厚方向性能的均匀性。

Ca与S之间的关系：Ca/S在0.80～3.00之间且5×10^{- 4}≤(Ca)(S)^0.18≤2.5×10^-3；以改善钢板低温韧性、焊接性、抗SR脆性、抗层状撕裂性能及模铸坯“V”偏析和倒“V”偏析。

有效淬透性指数D_eff＝F×DI≥0.65×t，确保钢板强韧性匹配及沿板厚方向钢板性能均匀；其中F为硼钢淬透性因子，当钢中存在固溶[B]时且[B]≥5ppm时，F取1.2；t为成品钢板厚度(mm)；DI=0.367C^0.5(1+0.7Si)(1+3.33Mn)(1+0.35Cu)(1+0.36Ni)(1+2.16Cr)(1+3Mo)(1+1.75V)(1+1.77Al)×25.4(mm)，以确保60公斤级超厚调质钢板具有优良的强韧性/强塑性匹配且沿板厚方向力学性能均匀。

在本发明的钢板成分中，

C，对调质钢的强度、低温韧性、延伸率及焊接性影响很大，从改善特厚调质钢板低温韧性和焊接性角度，希望钢中C含量控制得较低；但是从调质钢的淬透性、强韧性匹配、生产制造过程中显微组织控制及制造成本角度，C含量不宜控制得过低，尤其超厚80公斤级调质钢板；因次C含量合理范围为0.06%～0.10%。

Mn，作为最重要的合金元素在钢中除提高钢板的强度外，还具有扩大奥氏体相区、降低Ar₃点温度、细化调质钢板晶团而改善钢板低温韧性的作用、促进低温相变组织形成而提高钢板强度的作用；但是Mn在钢水凝固过程中容易发生偏析，尤其Mn含量较高时，不仅会造成浇铸操作困难，而且容易与C、P、S、Mo、Cr等元素发生共轭偏析现象，尤其钢中C含量较高时，加重铸坯中心部位的偏析与疏松，严重的铸坯中心区域偏析在后续的轧制、热处理及焊接过程中易形成异常组织，导致调质钢板低温韧性低下和焊接接头出现裂纹；因此根据C含量范围，选择适宜的Mn含量范围对于特厚调质钢板极其必要，根据本发明钢成分体系及C含量为0.06%～0.10%，适合Mn含量为1.00%～1.40%，且C含量高时，Mn含量适当降低，反之亦然；且C含量低时，Mn含量适当提高。

Si，促进钢水脱氧并能够提高钢板强度，但是采用Al脱氧的钢水，Si的脱氧作用不大，Si虽然能够提高钢板的强度，但是Si严重损害钢板(尤其高强调质钢板)的低温韧性、延伸率及焊接性，尤其在较大线能量焊接、多道次焊接条件下，Si不仅促进M-A岛形成，而且形成的M-A岛尺寸较为粗大、分布不均匀，严重损害焊接热影响区(HAZ)韧性和焊接接头SR性能，因此钢中的Si含量应尽可能控制得低，考虑到炼钢过程的经济性和可操作性，Si含量控制在0.15%以下。

P，作为钢中有害夹杂对钢板的机械性能，尤其低温冲击韧性、延伸率、焊接性及焊接接头SR性能具有巨大的损害作用，理论上要求越低越好；但考虑到炼钢可操作性和炼钢成本，对于要求优良焊接性、-40℃韧性及优良强韧性匹配的特厚调质钢板，P含量需要控制在≤0.013%。

S，作为钢中有害夹杂对钢板的低温韧性具有很大的损害作用，更重要的是S在钢中与Mn结合，形成MnS夹杂物，在热轧过程中，MnS的可塑性使MnS沿轧向延伸，形成沿轧向MnS夹杂物带，严重损害钢板的低温冲击韧性、延伸率、Z向性能、焊接性及焊接接头SR性能，同时S还是热轧过程中产生热脆性的主要元素，理论上要求越低越好；但考虑到炼钢可操作性、炼钢成本和物流顺畅原则，对于要求优良焊接性、-40℃韧性及优良强韧性匹配的特厚调质钢板，S含量需要控制在≤0.0030%。

Cr，作为弱碳化物形成元素，添加Cr不仅提高钢板的淬透性、促进马氏体/贝氏体形成，而且马氏体/贝氏体板条间位向差增大，增大裂纹穿过马氏体/贝氏体晶团的阻力，在提高钢板强度的同时，具有一定的改善钢板韧性之作用；但是当Cr添加量过多时，严重损害钢板的焊接性，尤其焊接接头SR性能；但是对于超厚60公斤级调质钢板，必须有一定的Cr含量，以保证钢板具有足够的淬透性；因此Cr含量控制在0.15%～0.45%之间。

添加Mo，提高钢板的淬透性，促进马氏体/贝氏体形成，但是Mo作为强碳化物形成元素，在促进马氏体/贝氏体形成的同时，增大马氏体/贝氏体晶团的尺寸且形成的马氏体/贝氏体板条间位向差很小，减小裂纹穿过马氏体/贝氏体晶团的阻力；因此Mo在大幅度提高调质钢板强度的同时，降低了调质钢板的低温韧性和延伸率；并且当Mo添加过多时，不仅严重损害钢板的延伸率、焊接性及焊接接头SR性能，而且增加钢板SR脆性和生产成本；但是对于超厚60公斤级调质钢板，必须有一定的Mo含量，以保证钢板具有足够的淬透性与抗回火软化性。因此综合考虑Mo的相变强化作用及对母材钢板低温韧性、延伸率和焊接性的影响，Mo含量控制在0.20%～0.50%之间。

添加Ni，不仅可以提高铁素体相中位错可动性，促进位错交滑移，而且增大马氏体/贝氏体板条间位向差；Ni作为奥氏体稳定化元素，降低Ar₃点温度，细化马氏体/贝氏体晶团尺寸，因此Ni具有同时提高调质钢板强度、延伸率和低温韧性的功能；钢中加Ni还可以降低含铜钢的铜脆现象，减轻热轧过程的晶间开裂，提高钢板的耐大气腐蚀性。因此从理论上讲，钢中Ni含量在一定范围内越高越好，但是过高的Ni含量会硬化焊接热影响区，对钢板的焊接性及焊接接头SR性能不利；但是对于超厚60公斤级调质钢板，必须有足够的Ni含量，以保证钢板具有足够的淬透性、板厚方向性能均匀的同时，确保钢板的低温韧性；因此，Ni含量控制在0.50%～1.00%之间，以确保钢板的淬透性和钢板的强韧性水平而不损害钢板的焊接性。

Cu，也是奥氏体稳定化元素，添加Cu也可以降低Ar₃点温度，提高钢板的淬透性和钢板的耐大气腐蚀性；但是Cu添加量过多，高于0.45%，容易造成铜脆、铸坯表面龟裂、内裂问题及尤其特厚钢板焊接接头SR性能劣化；对于60公斤级超厚调质钢板而言，Cu添加量过少，低于0.15%，所起任何作用较小；因此Cu含量控制在0.15%～0.45%之间；Cu、Ni复合添加除降低含铜钢的铜脆现象、减轻热轧过程的晶间开裂之作用外，更重要的是Cu、Ni均为奥氏体稳定化元素，Cu、Ni复合添加可以大幅度降低Ar₃，提高奥氏体向铁素体相变的驱动力，导致马氏体/贝氏体板条可以向各个位向长大，导致马氏体/贝氏体板条间位向差变大，增加裂纹穿过马氏体/贝氏体板条的阻力。

B含量控制在0.0006%～0.0014%之间，确保钢板淬透性的同时，不损害钢板的焊接性、HAZ韧性及板坯表面质量。

Ti含量在0.006%～0.012%之间，抑制均热和热轧过程中奥氏体晶粒过分长大，改善钢板低温韧性，更重要的是抑制焊接过程中HAZ晶粒长大，改善HAZ韧性，消除固溶N，保护钢中固溶B；此外Ti含量超过0.011%时，采用模铸浇注时，形成的TiN粒子不仅较多而且较为粗大，具有促进铁素体形成，严重影响钢板中心部位的淬透性。

钢中的Als能够固定钢中的自由[N]，除降低焊接热影响区(HAZ)自由[N]，改善焊接HAZ的低温韧性作用之外，更重要的是保证钢中具有一定的固溶B、改善钢板淬透性；因此Als下限控制在0.045%；但是钢中加入过量的Als不但会造成浇铸困难，而且会在钢中形成大量弥散的针状Al₂O₃夹杂物，损害钢板内质健全性、低温韧性和焊接性，因此Als上限控制在0.070%。

采用模铸浇注时，钢中的N含量控制难度较大，为了确保钢板中固溶[B]的存在及防止大量AlN沿原奥氏体晶界析出，损害钢板的冲击韧性尤其横向低温冲击韧性，钢中的N含量不得超过0.0065%。

钢中添加微量的Nb元素目的是进行未再结晶控制轧制、细化钢板显微组织尤其钢板芯部显微组织，提高超厚调质钢板强度、韧性及沿板厚方向性能的均匀性，当Nb添加量低于0.008%时，除不能有效发挥的控轧作用；当Nb添加量超过0.030%时，大线能量焊接条件下诱发上贝氏体(Bu)形成和Nb(C,N)二次析出脆化作用，严重损害大线能量焊接热影响区(HAZ)的低温韧性，因此Nb含量控制在0.008%～0.030%之间，获得最佳的控轧效果、实现超厚调质钢板强韧性/强塑性匹配的同时，又不损害大线能量焊接及多道次焊接HAZ的韧性。

V含量在0.030%～0.060%之间，并随着钢板厚度的增加，V含量可适当取上限值。添加V目的是通过V(C,N)在贝氏体/马氏体板条中析出，提高调质钢板的强度。V添加过少，低于0.030%，析出的V(C,N)太少，不能有效提高超厚调质钢板的强度；V添加量过多，高于0.060%，损害钢板低温韧性、延伸率、焊接性及焊接SR性能。

对钢进行Ca处理，一方面可以进一步纯洁钢液，另一方面对钢中硫化物进行变性处理，使之变成不可变形的、稳定细小的球状硫化物、抑制S的热脆性、提高钢板的低温韧性、延伸率及Z向性能、改善钢板韧性的各向异性。Ca加入量的多少，取决于钢中S含量的高低，Ca加入量过低，处理效果不大；Ca加入量过高，形成Ca(O,S)尺寸过大，脆性也增大，可成为断裂裂纹起始点，降低钢的低温韧性和延伸率，同时还降低钢质纯净度、污染钢液。

一般控制Ca含量按ESSP＝(wt%Ca)[1-1.24(wt%O)]/1.25(wt%S)，其中ESSP为硫化物夹杂形状控制指数，取值范围0.5～5之间为宜，因此Ca含量的合适范围为0.0010%～0.0050%。

本发明抗拉强度60公斤级超厚调质钢板的制造方法，

1、冶炼、浇铸

根据本发明的成分体系及厚度规格，采用模铸浇铸，钢包浇注过热度ΔT控制在30℃～60℃，本体浇铸速度控制在3.0吨/min～4.0吨/min，冒口补注时间5min～8min，以改善板坯内部偏析、减少内部夹杂物。

2、轧制，为确保超厚调质钢板中心疏松焊合，钢板中心部位显微组织均匀，钢板总压缩比(板坯厚度/成品钢板厚度)≥3.0；

第一阶段为普通轧制，为保证加热及轧制过程中发生[Al]＋BN→AlN＋[B]，确保钢中固溶[B]≥5ppm，板坯加热温度控制在1100℃～1200℃之间；至少有2个道次采用低速大压下轧制，钢板轧制速度控制在≤1.5m/sec.，轧制形状因子(ΔH/R)^1/2≥0.20，其中ΔH为道次压下量，R为工作辊辊径，以保证板坯内部疏松、凝固缩孔焊合、钢板中心部位显微组织均匀。

第二阶段采用控制轧制，控轧开轧温度≤900℃，轧制道次压下率≥8%，累计压下率≥30%，终轧温度≤850℃，细化奥氏体晶粒尺寸，尤其钢板芯部的晶粒尺寸，改善超厚调质钢板强韧性匹配。

3、冷却，钢板从停冷结束到入缓冷坑保温之间的间隔时间不大于60min，保温工艺为钢板温度表面大于300℃的条件下至少保温48小时，保证超厚钢板脱氢充分，防止产生氢致裂纹。

4、热处理

钢板采用两次淬火＋回火工艺进行生产，第一淬火温度为900～930℃，淬火保持时间≥20min，第二淬火温度为880～910℃，淬火保持时间≥20min，淬火保持时间为钢板中心温度达到淬火目标温度时开始计时的保温时间。

钢板回火温度(板温)为590～650℃，钢板相对较薄时回火温度偏上限、钢板相对较厚时回火温度偏下限，回火保持时间≥(0.65～1.0)×成品钢板厚度，回火保持时间为钢板中心温度达到回火目标温度时开始计时的保温时间，时间单位为min；回火结束后钢板自然空冷至室温。

本发明的有益效果

在获得优良60公斤级超厚(≥100mm)高强度高韧性调质钢板强韧性、强塑性匹配的同时，钢板的焊接工艺性也同样优异，并成功地解决了低淬透性组织的超厚调质钢板沿钢板厚度方向强韧性不均匀的问题，提高了大型重钢结构的安全稳定性、抗疲劳性能；良好的焊接性节省了用户钢构件制造的成本，缩短了用户钢构件制造的时间，为用户创造了巨大的价值，因而此类钢板不仅是高附加值、绿色环保性的产品。

附图说明

图1为本发明实施例3钢的显微组织（1/2厚度）照片；

图2为本发明实施例3钢的显微组织（1/4厚度）照片。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步说明。

本发明实施例成分参见表1，表2～表4为本发明制造方法，表5所示为实施例钢板性能。

从图1、图2可以看出，沿钢板厚度方向(如板厚1/4、板厚1/2)显微组织单一贝氏体，贝氏体晶团细小均匀，平均晶团尺寸≤25μm

从表5可以看出，钢板综合力学性能优良，即钢板具有优良的强韧性、强塑性匹配，模拟大限能量焊接热影响区(HAZ)，低温韧性优异。

综上所述，本发明就是要通过钢板合金元素的组合设计、控制轧制与特殊调质工艺相结合，在获得优良超厚(≥100mm)调质钢板强度、低温韧性及强韧性匹配的同时，钢板的焊接性也同样优异，并成功地解决了特厚调质钢板沿钢板厚度方向强韧性不均匀的问题，而且提高了钢结构的安全稳定性、抗疲劳性能；良好的焊接性节省了用户钢构件制造的成本，缩短了用户钢构件制造的时间，为用户创造了巨大的价值，因而此类钢板不仅是高附加值、绿色环保性的产品，更重要的是形成了具有宝钢特色的高技术、高附加值厚板核心制造技术，提升了宝钢的品牌形象和核心竞争力。

本发明抗拉强度60公斤级超厚调质钢板主要用作制造水电工程的压力水管、涡壳、大型工程机械结构及海洋石油平台，是重大国民经济建设的关键材料，目前国内各大钢厂（除宝钢以外）只能生产100mm以下的钢板，国内大型水利发电工程项目及水轮机制造单位所需超厚、抗拉强度60公斤级调质钢板均从日本和德国进口；不仅钢板进口价格昂贵，而且交货期无法保证，迫使用户在设计图纸出来前，提前订购具有一定尺寸余量钢板，以便设计图纸出来后，根据设计图纸要求的钢板尺寸要求裁剪钢板，导致材料巨大的浪费。

抗拉强度60公斤级超厚调质钢板对于我国还属于一种全新的钢种。随着我国国民经济发展，建设节约型和谐社会的要求，国家基础工程建设、能源工程建设、海洋开发建设及建设所需的大型装备制造开发已摆到日事议程，作为战略性基础材料――抗拉强度60公斤级超厚调质钢板具有广阔的市场前景。

表1

                                            单位：重量百分比

表2

表3

表4

表5

Claims (1)

1.抗拉强度60公斤级超厚调质钢板，其成分重量百分比为：

C：0.06%～0.10%

Mn：1.00%～1.40%

Si：≤0.15%

P：≤0.013%

S：≤0.0030%

Cr：0.15%～0.45%

Mo：0.20%～0.50%

Ni：0.50%～1.00%

Cu：0.15%～0.45%

B：0.0006%～0.0014%

Ti：0.006%～0.012%

Als：0.045%～0.070%

N：0.0020%～0.0065%

Nb：0.008%～0.030%

V：0.030%～0.060%

Ca：0.001%～0.005%

其余为铁和不可避免的夹杂；

且上述元素含量必须同时满足如下关系：

C、Mn当量之间的关系：Mn当量/C≥15，其中Mn当量＝Mn＋0.74Ni＋0.16Cu＋0.22Cr-0.73Mo；

Als、Ti与N之间的关系：Als≥(Mn当量/C)×(N_total-0.292Ti)；

Ni当量＝Ni＋0.37Mn＋0.18Cu-1.33Si-0.89Al≥0.90%；

Mo当量＝Mo＋0.27Cr＋1.05V-0.57Cu-0.073Mn≥0.25%；

Nb/Ti在1.0～2.5；

Ca与S关系：Ca/S在0.80～3.00，且5×10^-4≤(Ca)(S)^0.18≤2.5×10^-3；

有效淬透性指数D_eff＝F×DI≥0.65×t，其中F为硼钢淬透性因子，

当钢中存在固溶B时且固溶B≥5ppm时，F取1.2；t为成品钢板厚度，

t单位：mm；DI=0.367C^0.5(1+0.7Si)(1+3.33Mn)(1+0.35Cu)(1+0.36Ni)(1+2.16Cr)(1+3Mo)(1+1.75V)(1+1.77Al)×25.4，DI单位：mm；

所述的超厚调质钢板通过下述方法获得，该方法包括如下步骤：

1)冶炼、浇铸，

按上述成分冶炼，采用模铸浇铸，钢包浇注过热度ΔT控制在30℃～60℃，本体浇铸速度控制在3.0吨/min～4.0吨/min，冒口补注时间5min～8min；

2)轧制，钢板总压缩比即板坯厚度/成品钢板厚度≥3.0；

第一阶段为普通轧制，板坯加热温度控制在1100℃～1200℃之间；至少有2个道次采用低速大压下轧制，钢板轧制速度控制在≤1.5m/sec.，轧制形状因子(ΔH/R)^1/2≥0.20，其中ΔH为道次压下量，R为工作辊辊径；

第二阶段采用控制轧制，控轧开轧温度≤900℃，轧制道次压下率≥8%，累计压下率≥30%，终轧温度≤850℃；

3)冷却，钢板从停冷结束到入缓冷坑保温之间的间隔时间不大于60min，保温工艺为钢板表面温度大于300℃的条件下至少保温48小时；

4)热处理

钢板采用两次淬火＋回火工艺进行生产，第一淬火温度为900～930℃，淬火保持时间≥20min，第二淬火温度为880～910℃，淬火保持时间≥20min，淬火保持时间为钢板中心温度达到淬火目标温度时开始计时的保温时间；

钢板回火温度为590～650℃，回火保持时间：(0.65～1.0)×成品钢板厚度，厚度单位：mm，回火保持时间为钢板中心温度达到回火目标温度时开始计时的保温时间，时间单位为min；回火结束后钢板自然空冷至室温。

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