CN105648324A - 一种大厚度齿条钢板及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大厚度齿条钢板及其生产方法，其化学成分的质量百分含量为：C0.09%～0.13%、Si0.20%～0.40%、Mn1.0%～1.2%、P≤0.010%、S≤0.003%、Ni3.3%～3.6%、Cr0.80%～1.0%、Mo0.70%～0.80%、Cu0.20%～0.30%、Nb0.010%～0.030%、V0.02%～0.05%、TAl0.060%～0.080%，B0.001%～0.002%，余量为Fe和不可避免的杂质。本钢板通过合理的成分设计，以适量的碳、锰固溶强化；加入少量的Nb、V细化晶粒，其碳氮化物起到弥散强化作用；加入Mo、Ni与Cr提高钢板低温韧性与一定的淬透性；使钢板厚度达210mm时，板厚1/2处仍具有优良的强韧性匹配的力学性能。

Description

一种大厚度齿条钢板及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种高强钢板及其生产方法，尤其是一种自升式海洋平台桩腿用大厚度齿条钢板及其生产方法。
背景技术
随着我国海洋开发的不断发展，近海石油的开采逐步向深海区域发展，尤其是在国家发展海洋战略的背景下，海洋平台的建造迎来了一个新的高速发展时期。自升式海洋平台具有建造周期短、造价低、应用广等特点，整个平台重量靠深埋在海底的桩腿支撑，平台升降是用齿条与齿轮的啮合转动进行，因此所制造齿条的钢板要求高强度、高韧性、大厚度，技术含量高，生产难度大。
目前常用厚度规格齿条钢板有114.3mm、127mm、152.4mm、177.8mm等，冲击韧性满足实验温度一般为-40℃。随着平台工作水域的不断加深，齿条钢板规格将向着更厚，冲击实验温度更低（-60℃）的方向发展，厚度规格大于200mm同时要求板厚1/2处-60℃冲击韧性的齿条钢板将得到越来越多的应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种强韧性匹配良好的大厚度齿条钢板；本发明还提供了一种大厚度齿条钢板的生产方法。
为解决上述技术问题，本发明化学成分的质量百分含量为：C0.09%～0.13%、Si0.20%～0.40%、Mn1.0%～1.2%、P≤0.010%、S≤0.003%、Ni3.3%～3.6%、Cr0.80%～1.0%、Mo0.70%～0.80%、Cu0.20%～0.30%、Nb0.010%～0.030%、V0.02%～0.05%、TAl0.060%～0.080%，B0.001%～0.002%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明所述钢板的最大厚度为210mm。
本发明钢板采用的化学成分设计原理为：以适量的碳、锰固溶强化；加入少量的Nb、V细化晶粒，其碳氮化物起到弥散强化作用；加入Mo、Ni与Cr提高钢板低温韧性与一定的淬透性。其中，各组分及含量在本发明中的作用如下所述：
C：对钢的屈服、抗拉强度、焊接性能产生显著影响，碳通过间隙固溶可显著提高钢板强度；但碳含量过高时会影响钢的焊接性能及韧性。
Si：在炼钢过程中作为还原剂和脱氧剂，同时Si能起到固溶强化作用；但含量超过0.5%时，会造成钢的韧性下降，降低钢的焊接性能。
Mn：能增加钢的韧性、强度和硬度，提高钢的淬透性，改善钢的热加工性能，且价格低廉，可降低钢板的生产成本；但锰含量过高时加热存在晶粒粗大的风险，降低焊接性能。
P和S：在一般情况下都是钢中的有害元素，会增加钢的脆性，P使钢的焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏；S降低钢的延展性和韧性，在轧制时会造成裂纹；因此应尽量减少P和S在钢中的含量。
Cr：Cr含量对钢板的强度、塑性和低温冲击韧性均有较大影响；这是由于Cr既能固溶于铁素体和奥氏体中，又能与钢中的C形成多种碳化物。Cr固溶于奥氏体时，可提高钢的淬透性，当Cr与C形成复杂碳化物，并在钢中弥散析出时，可起到弥散强化作用；由于Cr提高淬透性和固溶强化的作用，能提高钢在热处理状态下的强度和硬度，因而广泛应用于低合金结构钢中；但是Cr在钢中起到强化作用的同时亦使塑性有所降低，并增加回火脆性；因此可根据对强韧性的要求，确定合适的Cr含量。
Ni：对钢板的强度和塑性均略有提高，但低温冲击韧性提高幅度较大；这是由于Ni在钢中只形成固溶体，而且固溶强化作用不明显，而主要是通过在塑性变形时增加晶格滑移面来提高材料塑性；Ni还可提高合金钢的淬透性，并能改善钢在低温下的韧性，使韧脆转变温度下降；由于钢板厚度规格较厚，为保证-60℃冲击韧性，Ni的含量3.3%~3.6%为宜。
Mo：对钢板强度、塑性和低温冲击韧性均有较大提高；这是由于Mo固溶于铁素体和奥氏体时，可使钢的C曲线右移，从而显著提高钢的淬透性；而且Mo能显著提高钢的再结晶温度，提高回火稳定性，调质后可获得细晶粒的索氏体，使强韧性得到改善，当形成Mo的碳化物时，可起到弥散强化作用；因此随Mo含量增加，强韧性得到提高。
Nb：Nb的加入是为了促进钢轧制态显微组织的晶粒细化，同时可提高强度和韧性；铌可在控轧过程中通过抑制奥氏体再结晶有效地细化显微组织，并析出强化基体；Nb可降低钢的过热敏感性及回火脆性，焊接过程中，铌原子的偏聚及析出可以阻碍加热时奥氏体晶粒的粗化，并保证焊接后得到比较细小的热影响区组织，改善焊接性能。
V：钢的优良脱氧剂；钢中加钒可细化组织晶粒，提高强度和韧性；钒与碳形成的碳化物，起到析出强化作用。
TAl（全铝）：钢中常用的脱氧剂；钢中加入少量的Al，可细化晶粒，提高冲击韧性；Al还具有抗氧化性和抗腐蚀性能；Al与N化合，起到固氮提高硼元素收得率从而提高淬透性的作用，铝含量过高则影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。
本发明方法包括冶炼、模铸、加热、轧制、热堆垛和热处理工序，所述冶炼工序所得钢水化学成分的质量百分含量如上所述；
所述热处理工序采用淬火＋淬火＋回火工艺：第一次淬火过程中的加热温度为880～890℃，保温时间1.8～2min/mm；第二次淬火过程中的加热温度为860～870℃，保温时间1.5～1.8min/mm；回火过程中，加热温度630～640℃，保温时间3.0～3.5min/mm，出炉后空冷。
本发明方法所述模铸工序：浇注温度为1530～1540℃，下线后钢锭堆垛缓冷≥24小时。
本发明方法所述加热工序：钢锭加热温度最高1220℃，均热温度1180～1200℃，均热时间9～10h；总加热时间≥24h。所述加热工序中，700℃以下时升温速度不大于80℃/h，在700±10℃保温1.5～2小时，700～900℃升温速度不大110℃/h，在900±10℃保温2.0～2.5小时。
本发明方法所述轧制工序：采用差温轧制工艺；Ⅰ阶段轧制温度为910～1120℃，单道次压下量为10%～20%，累计压下率为30%～60%；然后进行晾钢并借助高压水降低钢板表面温度；Ⅱ阶段轧制开轧温度为850～880℃，累计压下率为30%～50%。所述轧制工序中，Ⅰ阶段轧制的开轧温度为1080～1120℃，终轧温度为910～940℃；Ⅱ阶段轧制的终轧温度小于850℃。
本发明方法所述热堆垛工序：堆垛温度≥550℃，堆垛时间≥48小时。
本发明方法所述热处理工序的淬火过程中，淬火在带有搅动装置及循环水的水槽中进行，入水时间不少于2小时，钢板出水后返红温度不大于40℃。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明通过合理的成分设计，以适量的碳、锰固溶强化；加入少量的Nb、V细化晶粒，其碳氮化物起到弥散强化作用；加入Mo、Ni与Cr提高钢板低温韧性与一定的淬透性；使本发明在钢板厚度达210mm时，板厚1/2处仍具有优良的强韧性匹配的力学性能。
本发明方法通过合理的钢板中合金元素的配比，并通过淬火+淬火+回火的热处理工艺，使钢板获得以回火索氏体+少量回火贝氏体的基体组织，能确保板厚210mm板厚1/2处钢板力学性能良好，使钢板具有良好的组织、综合性能。本发明方法采用差温轧制工艺，轧制过程中通过晾钢及加速冷却，使钢板形成由表及里的温度梯度，在II阶段轧制时进而形成由表及里的变形抗力梯度，从而使钢板轧制变形渗透至心部，压合心部疏松、缩孔缺陷，细化初始组织为后续热处理做好组织准备，热处理后钢板有优良的综合性能；低温韧性有相当大的富裕量，可广泛用于极地严寒海域或深海海域的自升式钻井平台桩腿结构的制造，应用前景广阔。
本发明方法具有以下优点：（1）所得钢板强度高，屈服强度720MPa以上，抗拉强度830MPa以上；（2）所得钢板低温冲击功高，板厚1/4处-60℃横向冲击功150J以上，板厚1/2处-60℃冲击功100J以上；（3）所得钢板塑性指标较高，延伸率达18%以上；（4）钢板板厚1/4处布氏硬度260HB以上；（5）钢板P、S含量低，纯净度高。综上所述，本发明方法所得大厚度齿条钢板具有厚度规格最高可达210mm，强韧性匹配良好、具有较高的-60℃冲击功及延伸率，塑性指标优良，力学性能良好等特点。
具体实施方式
本大厚度齿条钢板采用下述工艺方法生产而成：（1）冶炼工序：钢水先经电炉冶炼；送入LF精炼炉精炼，精炼时喂入Al线，钢水温度达到或超过1560±10℃转入VD炉真空脱气处理，真空脱气处理前加入CaSi块≥100kg或Fe-Ca线400～450m改变夹杂物形态，保证出钢钢水中化学成分的质量百分含量为：C0.09%～0.13%、Si0.20%～0.40%、Mn1.0%～1.2%、P≤0.010%、S≤0.003%、Ni3.3%～3.6%、Cr0.80%～1.0%、Mo0.70%～0.80%、Cu0.20%～0.30%、Nb0.010%～0.030%、V0.02%～0.05%、TAl0.060%～0.080%，B0.001%～0.002%，余量为Fe和不可避免的杂质；所述真空脱气处理的真空度不大于66.6Pa，真空保持时间不低于25分钟。
（2）模铸工序：采用模铸方式生产，模铸过程采用气体保护浇注；浇注温度为1530～1540℃，浇注成34吨扁钢锭；下线后钢锭堆垛缓冷时间≥24小时。
（3）加热工序：将钢锭进行加热处理，700℃以下时升温速度不大于80℃/h，且（700±10）℃保温1.5～2小时；700～900℃升温速度不大110℃/h，且（900±10）℃保温2.0～2.5小时；900℃以上升温速度不限，加热至均热温度1180～1200℃，保温（均热）9～10小时；总加热时间≥24h。
（4）轧制工序：采用差温轧制工艺，即分成两阶段轧制；Ⅰ阶段轧制的轧制温度为910～1120℃，其中开轧温度为1080～1120℃、终轧温度为910～940℃，此阶段单道次压下量为10%～20%，累计压下率为30%～60%；然后进行晾钢，晾钢厚度1.9t～2.1t，t为钢板厚度，并借助高压水降低钢板表面温度，使钢板形成由表及里的温度梯度；Ⅱ阶段开轧温度为850～880℃，终轧温度小于850℃，累计压下率为30%～50%，使钢板变形渗透至心部。
（5）热堆垛工序：步骤（4）后所得粗制钢板，经矫直后上冷床待下钢；下线后堆垛处理，堆垛温度≥550℃，堆垛时间≥48h，其后按ASTMA578/A578M标准C级进行探伤。
（6）热处理工序：采用淬火＋淬火＋回火工艺；对步骤（5）后所得钢板在外部机械炉或车底炉加热，淬火在带有搅动装置及循环水的水槽中进行，入水时间不少于2小时，钢板出水后返红温度不大于40℃；淬火过程中，第一次淬火加热温度为880～890℃，加热时间（保温时间）1.8～2min/mm钢板厚度；第二次淬火加热温度为860～870℃，加热时间1.5～1.8min/mm钢板厚度；回火过程中，加热温度630～640℃，加热时间3.0～3.5min/mm钢板厚度，出炉后空冷。
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1：本大厚度齿条钢板的生产方法的具体工艺如下所述。
本大厚度齿条钢板的厚度为210mm，其化学成分的质量百分含量为：C0.10%、Si0.25%、Mn1.16%、P0.006%、S0.001%、Ni3.4%、Cr0.87%、Mo0.73%、Cu0.23%、Nb0.015%、V0.026%、TAl（全铝）0.065%、B0.0015%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本大厚度齿条钢板的生产方法采用下述具体工艺步骤：（1）冶炼工序：钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，钢水温度达到1565℃转入VD炉真空脱气处理；真空度为66.6Pa，真空保持时间25分钟，真空前加入CaSi块100kg。
（2）模铸工序：将冶炼后的钢水浇铸，浇铸温度为1532℃，得到钢锭；下线后钢锭堆垛缓冷时间30小时。
（3）加热工序：入炉温度150℃，700℃以下时升温速度为60℃/h，在690℃保温2小时；然后以100℃/h升温速度加热至900℃时保温，保温时间2小时；继续加热升温至1200℃，保温9.5小时，总加热时间26小时。
（4）轧制工序：采用差温轧制工艺；Ⅰ阶段轧制的开轧温度为1110℃，终轧温度为940℃，单道次压下量为10%～20%，累计压下率为50%；然后进行晾钢，晾钢厚度400mm，并借助高压水降低钢板表面温度；Ⅱ阶段轧制开轧温度为870℃，终轧温度830℃，累计压下率为47.5%。
（5）热堆垛工序：粗制钢板经矫直后上冷床待下钢；下线后堆垛处理，堆垛温度550℃，堆垛时间50h，其后进行探伤。
（6）热处理工序：钢板在车底炉进行加热；第一次淬火时，加热温度885～890℃，加热时间2min/mm，出炉入水槽淬火，入水时间2小时，钢板出水后返红温度30℃；第二次淬火时，加热温度865～870℃，加热时间1.8min/mm，出炉入水槽淬火，入水时间2.2小时，钢板出水后返红温度32℃；回火工艺，加热温度630℃，加热时间3.2min/mm，出炉后空冷。
本大厚度齿条钢板的力学性能：屈服强度775MPa，抗拉强度865MPa，延伸率为19%，厚度1/2位置-60℃冲击为115J，1/4位置-60℃冲击为162J，1/4处布氏硬度272HB；本钢板的耐低温冲击韧性和强韧性匹配良好。
实施例2：本大厚度齿条钢板的生产方法的具体工艺如下所述。
本大厚度齿条钢板的厚度为210mm，其化学成分的质量百分含量为：C0.12%、Si0.22%、Mn1.0%、P0.007%、S0.001%、Ni3.5%、Cr0.91%、Mo0.72%、Cu0.25%、Nb0.018%、V0.031%、TAl（全铝）0.073%、B0.0012%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本大厚度齿条钢板的生产方法采用下述具体工艺步骤：（1）冶炼工序：钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，钢水温度达到1562℃转入VD炉真空脱气处理；真空度为66.6Pa，真空保持时间28分钟，真空前加入CaSi块120kg。
（2）模铸工序：将冶炼后的钢水浇铸，浇铸温度为1535℃，得到钢锭；下线后钢锭堆垛缓冷时间28小时。
（3）加热工序：入炉温度200℃，700℃以下时升温速度为60℃/h，在700℃保温2小时；然后以105℃/h升温速度加热至900℃时保温，保温时间2小时；继续加热升温至1180℃，保温10小时，总加热时间25.5小时。
（4）轧制工序：采用差温轧制工艺；Ⅰ阶段轧制的开轧温度为1105℃，终轧温度为930℃，单道次压下量为10%～15%，累计压下率为48.8%；然后进行晾钢，晾钢厚度410mm，并借助高压水降低钢板表面温度；Ⅱ阶段轧制表面温度为860℃，终轧温度800℃，累计压下率为50%。
（5）热堆垛工序：粗制钢板经矫直后上冷床待下钢；下线后堆垛处理，堆垛温度620℃，堆垛时间55h，其后进行探伤。
（6）热处理工序：钢板在车底炉进行加热；第一次淬火时，加热温度885～890℃，加热时间1.8min/mm，出炉入水槽淬火，入水时间2小时，钢板出水后返红温度40℃；第二次淬火时，加热温度860～865℃，加热时间1.5min/mm，出炉入水槽淬火，入水时间2小时，钢板出水后返红温度35℃；回火工艺，加热温度640℃，加热时间3.5min/mm，出炉后空冷。
本大厚度齿条钢板的力学性能：屈服强度752MPa，抗拉强度846MPa，延伸率为20%，厚度1/2位置-60℃冲击为103J，1/4位置-60℃冲击为166J，1/4位置布氏硬度268HB；本钢板的耐低温冲击韧性和强韧性匹配良好。
实施例3：本大厚度齿条钢板的生产方法的具体工艺如下所述。
本大厚度齿条钢板的厚度为210mm，其化学成分的质量百分含量为：C0.13%、Si0.35%、Mn1.2%、P0.008%、S0.002%、Ni3.3%、Cr0.85%、Mo0.80%、Cu0.20%、Nb0.022%、V0.05%、TAl0.07%、B0.001%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本大厚度齿条钢板的生产方法采用下述具体工艺步骤：（1）冶炼工序：钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，钢水温度达到1570℃转入VD炉真空脱气处理；真空度为66.6Pa，真空保持时间32分钟，真空前加入Fe-Ca线420m。
（2）模铸工序：将冶炼后的钢水浇铸，浇铸温度为1540℃，得到钢锭；下线后钢锭堆垛缓冷时间32小时。
（3）加热工序：入炉温度200℃，700℃以下时升温速度为80℃/h，在700℃保温1.8小时；然后以102℃/h升温速度加热至910℃时保温，保温时间2.2小时；继续加热升温至1190℃，保温10小时，总加热时间24小时。
（4）轧制工序：采用差温轧制工艺；Ⅰ阶段轧制的开轧温度为1120℃，终轧温度为930℃，单道次压下量为15%～20%，累计压下率为60%；然后进行晾钢，晾钢厚度399mm，并借助高压水降低钢板表面温度；Ⅱ阶段轧制表面温度为850℃，终轧温度805℃，累计压下率为30%。
（5）热堆垛工序：粗制钢板经矫直后上冷床待下钢；下线后堆垛处理，堆垛温度580℃，堆垛时间48h，其后进行探伤。
（6）热处理工序：钢板在外部机械炉进行加热；第一次淬火时，加热温度880～895℃，加热时间1.9min/mm，出炉入水槽淬火，入水时间2.2小时，钢板出水后返红温度38℃；第二次淬火时，加热温度860～865℃，加热时间1.7min/mm，出炉入水槽淬火，入水时间2.5小时，钢板出水后返红温度38℃；回火工艺，加热温度635℃，加热时间3.0min/mm，出炉后空冷。
本大厚度齿条钢板的力学性能：屈服强度770MPa，抗拉强度860MPa，延伸率为19.5%，厚度1/2位置-60℃冲击为112J，1/4位置-60℃冲击为153J，1/4位置布氏硬度270HB；本钢板的耐低温冲击韧性和强韧性匹配良好。
实施例4：本大厚度齿条钢板的生产方法的具体工艺如下所述。
本大厚度齿条钢板的厚度为200mm，其化学成分的质量百分含量为：C0.11%、Si0.20%、Mn1.1%、P0.010%、S0.002%、Ni3.6%、Cr0.95%、Mo0.70%、Cu0.27%、Nb0.010%、V0.043%、TAl0.06%、B0.0017%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本大厚度齿条钢板的生产方法采用下述具体工艺步骤：（1）冶炼工序：钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，钢水温度达到1555℃转入VD炉真空脱气处理；真空度为66.6Pa，真空保持时间27分钟，真空前加入Fe-Ca线400m。
（2）模铸工序：将冶炼后的钢水浇铸，浇铸温度为1538℃，得到钢锭；下线后钢锭堆垛缓冷时间24小时。
（3）加热工序：入炉温度200℃，710℃以下时升温速度为70℃/h，在710℃保温1.8小时；然后以110℃/h升温速度加热至900℃时保温，保温时间2.5小时；继续加热升温至1190℃，保温9小时，总加热时间25小时。
（4）轧制工序：采用差温轧制工艺；Ⅰ阶段轧制的开轧温度为1090℃，终轧温度为910℃，单道次压下量为10%～15%，累计压下率为35%；然后进行晾钢，晾钢厚度420mm，并借助高压水降低钢板表面温度；Ⅱ阶段轧制表面温度为880℃，终轧温度850℃，累计压下率为42%。
（5）热堆垛工序：粗制钢板经矫直后上冷床待下钢；下线后堆垛处理，堆垛温度600℃，堆垛时间52h，其后进行探伤。
（6）热处理工序：钢板在外部机械炉进行加热；第一次淬火时，加热温度880～895℃，加热时间1.8min/mm，出炉入水槽淬火，入水时间2.5小时，钢板出水后返红温度38℃；第二次淬火时，加热温度865～870℃，加热时间1.7min/mm，出炉入水槽淬火，入水时间2.1小时，钢板出水后返红温度40℃；回火工艺，加热温度635℃，加热时间3.5min/mm，出炉后空冷。
本大厚度齿条钢板的力学性能：屈服强度782MPa，抗拉强度880MPa，延伸率为18.5%，厚度1/2位置-60℃冲击为121J，1/4位置-60℃冲击为192J，1/4位置布氏硬度276HB；本钢板的耐低温冲击韧性和强韧性匹配良好。
实施例5：本大厚度齿条钢板的生产方法的具体工艺如下所述。
本大厚度齿条钢板的厚度为200mm，其化学成分的质量百分含量为：C0.09%、Si0.31%、Mn1.13%、P0.010%、S0.001%、Ni3.4%、Cr0.80%、Mo0.77%、Cu0.30%、Nb0.027%、V0.02%、TAl0.077%、B0.002%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本大厚度齿条钢板的生产方法采用下述具体工艺步骤：（1）冶炼工序：钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，钢水温度达到1550℃转入VD炉真空脱气处理；真空度为66.6Pa，真空保持时间26分钟，真空前加入Fe-Ca线450m。
（2）模铸工序：将冶炼后的钢水浇铸，浇铸温度为1538℃，得到钢锭；下线后钢锭堆垛缓冷时间27小时。
（3）加热工序：入炉温度200℃，700℃以下时升温速度为75℃/h，在700℃保温1.5小时；然后以90℃/h升温速度加热至900℃时保温，保温时间2.5小时；继续加热升温至1185℃，保温10小时，总加热时间25小时。
（4）轧制工序：采用差温轧制工艺；Ⅰ阶段轧制的开轧温度为1080℃，终轧温度为920℃，单道次压下量为10%～15%，累计压下率为45%；然后进行晾钢，晾钢厚度400mm，并借助高压水降低钢板表面温度；Ⅱ阶段轧制表面温度为875℃，终轧温度820℃，累计压下率为37%。
（5）热堆垛工序：粗制钢板经矫直后上冷床待下钢；下线后堆垛处理，堆垛温度560℃，堆垛时间50h，其后进行探伤。
（6）热处理工序：钢板在车底炉进行加热；第一次淬火时，加热温度885～890℃，加热时间1.85min/mm，出炉入水槽淬火，入水时间2小时，钢板出水后返红温度38℃；第二次淬火时，加热温度865～870℃，加热时间1.6min/mm，出炉入水槽淬火，入水时间2小时，钢板出水后返红温度36℃；回火工艺，加热温度635℃，加热时间3.0min/mm，出炉后空冷。
本大厚度齿条钢板的力学性能：屈服强度722MPa，抗拉强度835MPa，延伸率为22%，厚度1/2位置-60℃冲击为148J，1/4位置-60℃冲击为201J，1/4位置布氏硬度263HB；本钢板的耐低温冲击韧性和强韧性匹配良好。
实施例6：本大厚度齿条钢板的生产方法的具体工艺如下所述。
本大厚度齿条钢板的厚度为210mm，其化学成分的质量百分含量为：C0.11%、Si0.40%、Mn1.18%、P0.007%、S0.003%、Ni3.5%、Cr1.0%、Mo0.75%、Cu0.22%、Nb0.030%、V0.035%、TAl0.080%、B0.0014%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本大厚度齿条钢板的生产方法采用下述具体工艺步骤：（1）冶炼工序：钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，钢水温度达到1560℃转入VD炉真空脱气处理；真空度为66.6Pa，真空保持时间30分钟，真空前加入CaSi块110kg。
（2）模铸工序：将冶炼后的钢水浇铸，浇铸温度为1535℃，得到钢锭；下线后钢锭堆垛缓冷时间25小时。
（3）加热工序：入炉温度200℃，700℃以下时升温速度为65℃/h，在700℃保温1.8小时；然后以100℃/h升温速度加热至890℃时保温，保温时间2小时；继续加热升温至1195℃，保温9.5小时，总加热时间27小时。
（4）轧制工序：采用差温轧制工艺；Ⅰ阶段轧制的开轧温度为1115℃，终轧温度为925℃，单道次压下量为10%～15%，累计压下率为30%；然后进行晾钢，晾钢厚度420mm，并借助高压水降低钢板表面温度；Ⅱ阶段轧制表面温度为865℃，终轧温度810℃，累计压下率为48%。
（5）热堆垛工序：粗制钢板经矫直后上冷床待下钢；下线后堆垛处理，堆垛温度570℃，堆垛时间60h，其后进行探伤。
（6）热处理工序：钢板在车底炉进行加热；第一次淬火时，加热温度880～895℃，加热时间1.9min/mm，出炉入水槽淬火，入水时间2.1小时，钢板出水后返红温度36℃；第二次淬火时，加热温度865～870℃，加热时间1.65min/mm，出炉入水槽淬火，入水时间2.2小时，钢板出水后返红温度38℃；回火工艺，加热温度638℃，加热时间3.3min/mm，出炉后空冷。
本大厚度齿条钢板的力学性能：屈服强度768MPa，抗拉强度859MPa，延伸率为20.5%，厚度1/2位置-60℃冲击为126J，1/4位置-60℃冲击为180J，1/4位置布氏硬度266HB；本钢板的耐低温冲击韧性和强韧性匹配良好。

Claims (10)

1.一种大厚度齿条钢板，其特征在于，其化学成分的质量百分含量为：C0.09%～0.13%、Si0.20%～0.40%、Mn1.0%～1.2%、P≤0.010%、S≤0.003%、Ni3.3%～3.6%、Cr0.80%～1.0%、Mo0.70%～0.80%、Cu0.20%～0.30%、Nb0.010%～0.030%、V0.02%～0.05%、TAl0.060%～0.080%，B0.001%～0.002%，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种大厚度齿条钢板，其特征在于：所述钢板的最大厚度为210mm。
3.一种大厚度齿条钢板的生产方法，其特征在于：其包括冶炼、模铸、加热、轧制、热堆垛和热处理工序，所述冶炼工序所得钢水化学成分的质量百分含量为：C0.09%～0.13%、Si0.20%～0.40%、Mn1.0%～1.2%、P≤0.010%、S≤0.003%、Ni3.3%～3.6%、Cr0.80%～1.0%、Mo0.70%～0.80%、Cu0.20%～0.30%、Nb0.010%～0.030%、V0.02%～0.05%、TAl0.060%～0.080%，B0.001%～0.002%，余量为Fe和不可避免的杂质；
所述热处理工序采用淬火＋淬火＋回火工艺：第一次淬火过程中的加热温度为880～890℃，保温时间1.8～2min/mm；第二次淬火过程中的加热温度为860～870℃，保温时间1.5～1.8min/mm；回火过程中，加热温度630～640℃，保温时间3.0～3.5min/mm，出炉后空冷。
4.根据权利要求3所述的一种大厚度齿条钢板的生产方法，其特征在于，所述模铸工序：浇注温度为1530～1540℃，下线后钢锭堆垛缓冷≥24小时。
5.根据权利要求3所述的一种大厚度齿条钢板的生产方法，其特征在于，所述加热工序：钢锭加热温度最高1220℃，均热温度1180～1200℃，均热时间9～10h；总加热时间≥24h。
6.根据权利要求5所述的一种大厚度齿条钢板的生产方法，其特征在于：所述加热工序中，700℃以下时升温速度不大于80℃/h，在700±10℃保温1.5～2小时，700～900℃升温速度不大110℃/h，在900±10℃保温2.0～2.5小时。
7.根据权利要求3所述的一种大厚度齿条钢板的生产方法，其特征在于，所述轧制工序：采用差温轧制工艺；Ⅰ阶段轧制温度为910～1120℃，单道次压下量为10%～20%，累计压下率为30%～60%；然后进行晾钢并借助高压水降低钢板表面温度；Ⅱ阶段轧制开轧温度为850～880℃，累计压下率为30%～50%。
8.根据权利要求7所述的一种大厚度齿条钢板的生产方法，其特征在于：所述轧制工序中，Ⅰ阶段轧制的开轧温度为1080～1120℃，终轧温度为910～940℃；Ⅱ阶段轧制的终轧温度小于850℃。
9.根据权利要求3所述的一种大厚度齿条钢板的生产方法，其特征在于，所述热堆垛工序：堆垛温度≥550℃，堆垛时间≥48小时。
10.根据权利要求3－9任意一项所述的一种大厚度齿条钢板的生产方法，其特征在于：所述热处理工序的淬火过程中，淬火在带有搅动装置及循环水的水槽中进行，入水时间不少于2小时，钢板出水后返红温度不大于40℃。
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