CN105002442B - 一种高性能钢材 - Google Patents

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Abstract

本发明属于钢材料领域，提供一种高性能钢材，该钢材的各个元素的重量百分比含量范围如下：C：≤0.10％，Si：≤0.10％，Mn：0.30～0.40％，P：≤0.018％，S：≤0.012％，Cr：0.35～0.45％，Ni：0.40～0.45％，Mo：0.30～0.40％，Cu：≤0.20％，Al：0.015～0.050％，Ti：0.01～0.045％，气体含量H：≤2.0ppm，0：≤35ppm，N：≤95ppm，As+Sn+Pb+Sb+Bi≤0.050％，As≤0.03％，Sn≤0.020％，碳当量Ceq=C+Mn／6+(Cr+Mo+V)／5+(Ni+Cu)／15≤0.44，余量为Fe及不可避免的杂质。该钢材耐腐蚀、耐高温，可焊性高，韧性好、强度高，耐疲劳性能高、机械加工性能好。

Description

一种高性能钢材
技术领域
本发明属于钢材料领域，特别是涉及一种高性能钢材。
背景技术
高性能钢材(HPS)是指那些抗拉强度、韧性、可焊性、耐高温、热轧成型性及耐腐蚀性能比传统的低碳钢更为优质的钢材，该类等级钢材的应用通常能够降低成本、减小构建尺寸、减轻结构重量以及减少焊接作业量，最为重要的是，由于这些新等级的钢材改善了耐久性能、抗疲劳性能，从而减少了材料用量、材料的更换频率，对环境的可持续发展有很大的贡献。
特别是在隧道、桥梁、建筑建造领域，不仅需要使用高强度材料，同时还要满足使用领域的安装和加工的要求，高性能钢材(HPS)充分满足了这些要求；这些具有较好经济性的钢材在隧道、桥梁和建筑结构中拥有广阔的应用前景，并提供了新型、高效、美观的结构解决方案。
随着现代工程建造的要求不断提高，对高性能钢材(HPS)的各项性能的要求也越来越高。
发明内容
鉴于以上要求，本发明的主要目的在于提供一种高性能钢材，该钢材耐腐蚀、耐高温，可焊性高，韧性好、强度高，抗疲劳性能高、机械加工性能好。
为了达到以上目的，本发明提供的该种高性能钢材，各个元素的重量百分比含量范围如下：C：≤0.10％，Si：≤0.10％，Mn：0.30～0.40％，P：≤0.018％，S：≤0.012％，Cr：0.35～0.45％，Ni：0.40～0.45％，Mo：0.30～0.40％，Cu：≤0.20％，Al：0.015～0.050％，Ti：0.01～0.045％，气体含量H：≤2.0ppm，0：≤35ppm，N：≤95ppm，As+Sn+Pb+Sb+Bi≤0.050％，As≤0.03％，Sn≤0.020％，碳当量Ceq=C+Mn／6+(Cr+Mo+V)／5+(Ni+Cu)／15≤0.44，余量为Fe及不可避免的杂质。
进一步的，本发明提供的该种高性能钢材的优选方案是，各个元素的重量百分比含量范围如下：C：0.07～0.09％，Si：≤0.10％，Mn：0.30～0.40％，P：≤0.018％，S：≤0.012％，Cr：0.42％，Ni：0.40～0.45％，Mo：0.37％，Cu：≤0.20％，A1：0.015～0.050％，Ti：0.01～0.045％，气体含量H：≤2.0ppm，0：≤30ppm，N：≤95ppm，As+Sn+Pb+Sb+Bi≤0.050％，As≤0.03％，Sn≤0.020％，碳当量Ceq=C+Mn／6+(Cr+Mo+V)／5+(Ni+Cu)／15≤0.44，余量为Fe及不可避免的杂质。
本发明提供的该种高性能钢材，其炼钢工艺采用电炉+炉外精炼+V0真空脱气处理，上述工艺皆为冶炼行业的常规技术，且各种元素的控制手段也被本领域的炼钢公司熟练掌握，在此不再赘述。
本发明提供的该种高性能钢材，具有以下优点：
1、耐腐蚀、耐高温；
2、可焊性高；
3、韧性好、强度高；
4、耐疲劳性能高；
5、机械加工性能好。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的技术方案进一步说明，但不做对其的限定：
本发明提供一种高性能钢材，各个元素的重量百分比含量范围如下：C：≤0.10％，Si：≤0.10％，Mn：0.30～0.40％，P：≤0.018％，S：≤0.012％，Cr：0.35～0.45％，Ni：0.40～0.45％，Mo：0.30～0.40％，Cu：≤0.20％，A1：0.015～0.050％，Ti：0.01～0.045％，气体含量H：≤2.0ppm，0：≤35ppm，N：≤95ppm，As+Sn+Pb+Sb+Bi≤0.050％，As≤0.03％，Sn≤0.020％，碳当量Ceq=C+Mn／6+(Cr+Mo+V)／5+(Ni+Cu)／15≤0.44，余量为Fe及不可避免的杂质。
本发明的组分中，C主要与其他元素形成碳合物，起组织强化和析出强化的作用，使钢材强度增加；Si在炼钢过程中作为还原剂和脱氧剂，Si和Mo、Cr等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，超过0.5％时，会造成钢的韧性下降，降低钢的焊接性能；Mn主要起固溶强化和降低相变温度，提高钢材强度的作用；杂质元素P、S等含量下线不做限制，在工艺设备能力下尽可能降低，以达到钢质纯净、力学性能均匀的目的；Cr在钢板中能提高淬透性和固溶强化，能够提高钢在热处理状态下的强度和硬度；Ni主要作用是增大奥氏体的过冷度，从而细化组织，取得强化效果，另外还能增加钢的耐大气腐蚀能力，提高低温冲击韧性和降低冷脆转变温度；Mo可以显著提高钢的淬透性，同时能够提高回火稳定性，本发明严格控制Mo的含量，是因为如果Mo的含量过大则会导致钢材的焊接性能下降；Cu可以明显提高钢板的耐腐蚀性，同时提高强度；A1可以提高钢材的强度和硬度；Ti在钢中可以固化N元素，细小的TiN粒子可有效阻碍钢在加热时的奥氏体晶粒长大，并且能显著地改善钢的焊接性能。钢中的残余元素As、Sn、Pb、Sb、Bi对钢的性能有相当大的影响，特别是耐腐蚀性能，因此应当严格控制其含量。
实施例1：一种高性能钢材，各个元素的重量百分比含量范围如下：C：0.07～0.09％，Si：≤0.10％，Mn：0.30～0.40％，P：≤0.018％，S：≤0.012％，Cr：0.42％，Ni：0.40～0.45％，Mo：0.37％，Cu：≤0.20％，A1：0.015～0.050％，Ti：0.01～0.045％，气体含量H：≤2.0ppm，0：≤30ppm，N：≤95ppm，As+Sn+Pb+Sb+Bi≤0.050％，As≤0.03％，Sn≤0.020％，碳当量Ceq=C+Mn／6+(Cr+Mo+V)／5+(Ni+Cu)／15≤0.44，余量为Fe及不可避免的杂质。
以上已对本发明的技术内容作了详细说明。对本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都不会超出本申请所附权利要求的保护范围。

Claims (1)

1.一种高性能钢材，其特征在于，各个元素的重量百分比含量范围如下：C：0.07～0.09％，Si：≤0.10％，Mn：0.30～0.40％，P：≤0.018％，S：≤0.012％，Cr：0.42％，Ni：0.40～0.45％，Mo：0.37％，Cu：≤0.20％，Al：0.015～0.050％，Ti：0.01～0.045％,气体含量H：≤2.0ppm，O：≤30ppm，N：≤95ppm，As+Sn+Pb+Sb+Bi≤0.050％，As≤0.03％，Sn≤0.020％，碳当量Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15≤0.44，余量为Fe及不可避免的杂质。
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