CN102851616A - 焊接性优良的60公斤级低温调质钢板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

焊接性优良的60公斤级低温调质钢板及其制造方法，其成分重量百分比为：C：0.035％～0.075％、Mn：1.30％～1.60％、Si：≤0.20％、P：≤0.013％、S：≤0.0030％、Cu：0.10％～0.40％、Ni：0.30％～0.70％、Cr：0.05％～0.30％、Mo：0.10％～0.30％、Als：0.030％～0.060％、Nb：0.008％～0.030％、Ti：0.006％～0.012％、V：0.030％～0.060％、N：0.0035％～0.0060％、Ca：0.001％～0.004％、余铁和不可避免夹杂。通过优化控制轧制+离线低温调质工艺，使成品钢板的显微组织为超细回火上贝氏体(可能存在极少量的下贝氏体)，平均晶团尺寸在15μm以下，获得优良的强韧性/强塑性匹配及均匀延伸率的同时，钢板焊接性也同样优异。

Description

焊接性优良的60公斤级低温调质钢板及其制造方法

技术领域

本发明涉及调质钢板及其制造方法，特别涉及焊接性优良的60公斤级低温调质钢板及其制造方法，该低温调质钢板的抗拉强度≥610MPa、屈服强度≥500MPa、-60℃夏比横向冲击功(单个值)≥80J、优良焊接性的低温调质钢板；

背景技术

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。二十世纪末欧美、日韩等发达国家掀起了发展新一代高性能钢铁材料的研究高潮，力图通过合金组合设优化计、革新制造工艺技术，实现显微组织精细结构控制，以获得更好的组织匹配，使高强钢获得更优良的强韧性、强塑性匹配、焊接性及焊接工艺性。

传统的抗拉强度≥610MPa高强调质钢板主要通过离线调质工艺(RQ+T)生产，对于钢板厚度≤60mm，也可以采用在线调质工艺(DQ+T)来生产；这就要求钢板必需具有一定的淬透性，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)〗，以确保钢板显微组织中含有一定数量的下贝氏体，保证钢板具有足够的强度、优良的低温韧性及沿板厚方向显微组织与力学性能的均匀；因而不可避免地向钢中加入较多数量的Cr、Mo、Ni、Cu等合金元素，导致钢板碳当量、冷裂纹敏感指数处于较高水平，严重影响钢板焊接性与钢板均匀延伸率。

众所周知，较低的均匀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涡壳低温储罐成型加工制作、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；因此大型球罐封头板、压力容器胴体、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。

发明内容

本发明的目的在于提供一种焊接性优良的60公斤级低温调质钢板及其制造方法，通过钢板合金元素的组合设计、控制轧制工艺与低温调质工艺相结合，实现调质态组织的精细化控制，在获得优良低温调质钢板强度、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60公斤级调质钢板-60℃低温韧性及拉伸均匀延伸率低下的问题；这是本开发钢种最大的难点之一，也是关键核心技术。

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)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≥18×(N_total-0.292Ti)、控制(Mn当量/C)≥25、(Cu+Ni+Mo+Cr)合金化、0.30≤(Ni当量)/(Mn当量)≤0.60、Mo当量≥0.03％、Nb/Ti控制在0.8～3.0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DI指数≥0.95×成品钢板厚度等冶金技术控制手段，优化控制轧制+离线低温调质工艺，使成品钢板的显微组织为超细回火上贝氏体(可能存在极少量的下贝氏体)，平均晶团尺寸在15μm以下，获得优良的强韧性/强塑性匹配及均匀延伸率的同时，钢板焊接性也同样优异，特别适用于水电压力水管涡壳、压力容器、海洋平台及大型工程机械等大型钢结构及设备。

60公斤级调质钢板低温韧性取决于钢板的显微组织。众所周知，上贝氏体B_u劣化调质钢板的低温韧性，下贝氏体B_L改善调质钢板的低温韧性；因此为获得优良的低温韧性，60公斤级调质钢板显微组织应该设计为下贝氏体B_L；为获得下贝氏体B_L，钢板中不可避免地添加大量合金元素，以提高钢板淬透性，抑制上贝氏体B_u形成、促进贝氏体B_L形成，改善60公斤级调质钢板的低温韧性；由于通过添加合金元素提高钢板的淬透性，造成钢板的碳当量Ceq、冷裂纹敏感指数Pcm大幅度增加，恶化钢板的焊接性与焊接工艺性；其次，下贝氏体B_L硬度高、淬火态强度大，为获得良好强韧性匹配，钢板回火热处理温度较高，导致钢中碳氮化物粒子析出粗大，严重影响钢板均匀延伸率；此外，大量添加Cu、Ni、Cr、Mo合金元素导致制造成本据高不下。

为此，本发明钢板采用上贝氏体B_u显微组织设计，通过上贝氏体B_u组织对韧性、塑性无害化设计，即通过改善B_u本征塑韧性、超细化上贝氏体B_u晶团尺寸，实现60公斤级调质钢板强韧性、强塑性的同时，钢板焊接性、焊接工艺性及均匀延伸率优良；上贝氏体B_u恶化调质钢板低温韧性及均匀延伸率的成因是贝氏体板条间碳化物、高碳M/A岛及粗大的晶团尺寸，通过大幅度降低钢中碳含量，消除上贝氏体B_u板条间的碳化物与高碳M/A岛，改善上贝氏体本征塑韧性；细化上贝氏体B_u晶团尺寸，提高裂纹扩展阻力，提高调质钢板低温韧性；此外，适当添加合金元素Ni，控制(Ni当量)/(Mn当量)范围，抑制低温条件下d电子云的方向性，即减少低温条件下d电子云共价键属性，提高低温条件下d电子云金属键属性，从而降低铁素体位错1/2<111>(110)晶格滑移的P-N力，促进铁素体位错1/2<111>(110)交滑移，改善铁素体相低温本征塑韧性。

具体地，本发明的焊接性优良的60公斤级低温调质钢板，其成分重量百分比为：

C：0.035％～0.075％

Mn：1.30％～1.60％

Si：≤0.20％

P：≤0.013％

S：≤0.0030％

Cu：0.10％～0.40％

Ni：0.30％～0.70％

Cr：0.05％～0.30％

Mo：0.10％～0.30％

Als：0.030％～0.060％

Nb：0.008％～0.030％

Ti：0.006％～0.012％

V：0.030％～0.060％

N：0.0035％～0.0060％

Ca：0.001％～0.004％

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≥25，其中Mn当量＝Mn+0.75Ni+0.16Cu-0.26Cr-0.70Mo；扩大奥氏体相区，降低Ar₃点温度，提高贝氏体相变驱动力，细化贝氏体晶团尺寸的同时，增大贝氏体板条之间的位向角，提高裂纹扩展阻力，即实现60公斤级调质钢板在-60℃条件下处于韧性断裂。

Als、Ti与N之间的关系：Als≥18×(N_total-0.292Ti)，AlN以细小弥散状态析出，细化淬火前奥氏体晶粒尺寸，改善钢板低温韧性的同时，钢中存在大量固溶Als，降低焊接HAZ固溶N数量，改善钢板HAZ的低温韧性。

0.30≤(Ni当量)/(Mn当量)≤0.60，其中Ni当量＝Ni+0.33Mn+0.18Cu-1.33Si-0.11Cr-0.18Mo-0.36Als，Mn当量＝Mn+0.75Ni+0.16Cu-0.26Cr-0.70Mo，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-60℃条件铁素体本征塑韧性优良，抑制上贝氏体B_L板条间碳化物、高碳M/A析出，析出的碳化物细小弥散；且贝氏体相变温度Bs低下，提高贝氏体相变驱动力，细化贝氏体晶团尺寸。

Mo当量＝Mo+0.27Cr+1.05V+2.33Nb-0.57Cu-0.053Mn≥0.03％，确保钢板抗回火软化性，保证低温60公斤级调质钢板强韧性匹配。

Nb/Ti在0.80～3.00，保证Ti(C，N)、Nb(C，N)均以细小弥散的状态细小，最大程度发挥控制轧制效果，细化晶粒尺寸，改善低温调质钢板强度、韧性、均匀延伸率及焊接性。

Ca与S之间的关系：Ca/S在0.80～3.00之间且5×10⁴≤(Ca)(S)^0.18≤2.5×10^-3；钢中夹杂物含量少且均匀细小地弥散在钢中；改善60公斤级调质钢板的低温韧性、均匀延伸率及焊接性，尤其大幅度改善焊接HAZ韧性。

DI指数≥0.95×成品钢板厚度，确保钢板强度、低温韧性的同时，钢板焊接性也同样优异；其中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)。

在本发明成分设计中：

C对60公斤级调质钢的强度、低温韧性、均匀延伸率及焊接性影响很大，从改善60公斤级调质钢板低温韧性、焊接性及焊接工艺性角度，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，合理C含量合理范围为0.035％～0.075％。

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60公斤级低温调质钢板极其必要，根据本发明钢成分体系及C含量为0.035％～0.075％，适合Mn含量为1.30％～1.60％，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(尤其调质钢板)的低温韧性、均匀延伸率及焊接性，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，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0.20％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调质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、均匀延伸率、Z向性能、焊接性，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、低温韧性及优良强韧性匹配的调质钢板，S含量需要控制在≤0.0030％。

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0.40％，容易造成铜脆、铸坯表面龟裂、内裂问题，劣化钢板焊接性；对于60公斤级低温调质钢板而言，Cu添加量过少，低于0.10％，所起任何作用较小；因此Cu含量控制在0.10％～0.40％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、增加不同类型相变变体作用外，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，导致贝氏体板条可以向各个位向长大，导致贝氏体板条间位向差变大，增加裂纹穿过贝氏体板条的阻力。

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，增大贝氏体板条间位向差，而且抑制上贝氏体板条间碳化物析出的同时，碳化物析出细小弥散化；Ni作为奥氏体稳定化元素，降低Ar₃点温度，细化贝氏体晶团尺寸，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，对钢板的焊接性不利；但是对于低温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0.30％～0.70％之间，以确保钢板的淬透性、强度、低温韧性而不损害钢板的焊接性。

Cr作为弱碳化物形成元素，添加Cr不仅提高钢板的淬透性、促进贝氏体形成，而且贝氏体板条间位向差增大，增大裂纹穿过贝氏体晶团的阻力，在提高调质钢板强度的同时，具有一定的改善钢板韧性之作用；但是当Cr添加量过多时，导致长条状碳化物析出粗大化，严重损害钢板的低温韧性，此外，Cr添加过多损害钢板的焊接性；但是对于低温60公斤级调质钢板，必须有一定的Cr含量，以保证钢板具有一定的淬透性；因此Cr含量控制在0.05％～0.30％之间。

添加Mo提高钢板的淬硬性，促进贝氏体形成、提高淬火态贝氏体硬度，但是Mo作为强碳化物形成元素，在促进贝氏体形成的同时，增大贝氏体晶团的尺寸且形成的贝氏体板条间位向差很小，减小裂纹穿过贝氏体晶团的阻力；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均匀延伸率；并且当Mo添加过多时，不仅严重损害钢板的延伸率、焊接性，而且增加钢板生产成本；但是对于低温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硬性与抗回火软化性。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0.10％～0.30％之间。

钢中的Als能够固定钢中的自由[N]，降低焊接热影响区(HAZ)自由[N]，改善焊接HAZ的低温韧性作用；因此，Als下限控制在0.030％；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0.060％。

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，提高低温调质钢板强度、韧性及均匀延伸率，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粗大上贝氏体B_u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、实现低温调质钢板强韧性、优良均匀延伸率的同时，又不损害大线能量焊接及多道次焊接HAZ的韧性。

V含量在0.025％～0.055％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)在贝氏体板条中析出，提高调质钢板抗回火软化性，实现调质钢板强度、低温韧性、均匀延伸率匹配的同时，不损害钢板的焊接性。V添加过少，低于0.025％，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0.055％，损害钢板低温韧性、均匀延伸率、焊接性。

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，消除固溶N，改善HAZ韧性；此外Ti含量超过0.012％时，形成的TiN粒子不仅较少而且尺寸较为粗大，具有促进铁素体形成，严重影响钢板中心部位的淬透性。

为保证母材钢板及焊接HAZ的低温冲击韧性，钢中的N含量不得超过0.0060％，为保证钢板内部形成细小弥散的TiN粒子，且TiN粒子不容易发生Ostward熟化，钢中N含量下限不得低于0.0035％。

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、均匀延伸率及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均匀延伸率，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％～0.0040％。

另外，本发明的焊接性优良的60公斤级低温调质钢板的制造方法，其包括如下步骤：

1)冶炼、铸造

按上述成分冶炼，采用连铸浇铸，中间包浇注过热度ΔT控制在10℃～30℃，拉速控制在0.6m/min～1.0m/min，结晶器液面波动控制在≤5mm，为改善连铸坯中心偏析，采用凝固末端轻压下技术，轻压下率为2％～6％；

2)轧制，钢板总压缩比即板坯厚度/成品钢板厚度≥3.6，确保低温调

质钢板显微组织均匀细小

第一阶段为普通轧制，板坯采用低温加热工艺，加热温度控制在1050℃～1130℃之间；前5道次中至少有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≥0.23，其中ΔH为道次压下量，单位，mm，R为工作辊辊径，单位，mm；以保证钢板显微组织均匀细小；

第二阶段采用控制轧制，控轧开轧温度≤860℃，轧制道次压下率≥8％，累计压下率≥50％，终轧温度≤830℃，细化调质处理前钢板晶粒尺寸，改善低温调质钢板强韧性匹配；

3)冷却

钢板轧制结束至入缓冷坑时间≤30min，钢板缓冷工艺为钢板温度表面大于300℃的条件下至少保温36小时，保证轧态钢板脱氢充分，防止产生氢致裂纹。

4)热处理工艺，采用淬火+回火工艺，

淬火温度为870～900℃，淬火保持时间≥20min，淬火保持时间为钢板中心温度达到淬火温度时开始计时的保温时间；

钢板回火温度即板温为600～650℃，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公斤级低温调质钢板强韧性、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成分调质钢板的低温韧性不稳定的问题，提高了大型重钢结构、球罐结构加工制作性能与效率；良好的焊接性不仅提高焊接结构的安全可靠性，而且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。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

本发明成分实施例参见表1，表2～表4为本发明实施例的制造工艺。表5为本发明实施例的性能。

如图1所示，本发明钢的显微组织为超细回火上贝氏体，晶团尺寸在15μm以下。

本发明通过钢板合金元素的组合设计、控制轧制与低温调质工艺相结合，在获得优良低温调质钢板强度、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60公斤级调质钢板强度、均匀延伸率、低温韧性及焊接性之间的匹配问题，提高了加工使用性能与服役过程中的安全可靠性；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。

本发明60公斤级低温调质钢板主要用作制造水电工程的压力水管涡壳、大型低温球罐、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；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——60公斤级低温调质钢板具有广阔的市场前景。

Claims (2)

1.焊接性优良的60公斤级低温调质钢板，其成分重量百分比为：

C：0.035％～0.075％

Mn：1.30％～1.60％

Si：≤0.20％

P：≤0.013％

S：≤0.0030％

Cu：0.10％～0.40％

Ni：0.30％～0.70％

Cr：0.05％～0.30％

Mo：0.10％～0.30％

Als：0.030％～0.060％

Nb：0.008％～0.030％

Ti：0.006％～0.012％

V：0.030％～0.060％

N：0.0035％～0.0060％

Ca：0.001％～0.004％

其余为Fe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≥25，其中Mn当量＝Mn+0.75Ni+0.16Cu-0.26Cr-0.70Mo；

Als、Ti与N之间的关系：Als≥18×(N_total-0.292Ti)；

0.30≤(Ni当量)/(Mn当量)≤0.60，其中Ni当量＝Ni+0.33Mn+0.18Cu-1.33Si-0.11Cr-0.18Mo-0.36Als，Mn当量＝Mn+0.75Ni+0.16Cu-0.26Cr-0.70Mo；

Mo当量＝Mo+0.27Cr+1.05V+2.33Nb-0.57Cu-0.053Mn≥0.03％；

Nb/Ti在0.80～3.00；

Ca与S之间的关系为：Ca/S在0.80～3.00之间，且，

5×10^-4≤(Ca)(S)^0.18≤2.5×10^-3；

DI指数≥0.95×成品钢板厚度，确保钢板强度、低温韧性的同时，钢板焊接性也同样优异；其中t为成品钢板厚度，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+1.77A1)×25.4，单位：mm。

2.如权利要求1所述的焊接性优良的60公斤级低温调质钢板的制造方法，其包括如下步骤：

1)冶炼、铸造

按上述成分冶炼，采用连铸浇铸，中间包浇注过热度ΔT控制在10℃～30℃，拉速控制在0.6m/min～1.0m/min，结晶器液面波动控制在≤5mm，为改善连铸坯中心偏析，采用凝固末端轻压下技术，轻压下率为2％～6％；

2)轧制，钢板总压缩比即板坯厚度/成品钢板厚度≥3.6

第一阶段为普通轧制，板坯采用低温加热工艺，加热温度控制在1050℃～1130℃之间；前5道次中至少有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≥0.23，其中ΔH为道次压下量，单位，mm，R为工作辊辊径，单位，mm；

第二阶段采用控制轧制，控轧开轧温度≤860℃，轧制道次压下率≥8％，累计压下率≥50％，终轧温度≤830℃，细化调质处理前钢板晶粒尺寸，改善低温调质钢板强韧性匹配；

3)冷却

钢板轧制结束至入缓冷坑时间≤30min，钢板缓冷工艺为钢板温度表面大于300℃的条件下至少保温36小时，保证轧态钢板脱氢充分，防止产生氢致裂纹。

4)热处理工艺，采用淬火+回火工艺，

淬火温度为870～900℃，淬火保持时间≥20min，淬火保持时间为钢板中心温度达到淬火温度时开始计时的保温时间；

钢板回火温度即板温为600～650℃，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。

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