CN111549300A - 一种屈服强度800MPa级工程机械用钢及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种屈服强度800MPa级工程机械用钢及其制备方法，提供的工程机械用钢的化学成分按质量百分比计为C：0.07～0.09％，Si：0.15～0.25％，Mn：1.75～1.85％，P：≤0.015％，S：≤0.005％，Cr：0.20～0.30％，Ni：0.15～0.25％，Mo：0.10～0.20％，Nb：0.025～0.035％，Ti：0.010～0.020％，B：0.0008～0.0015％，Al：0.030～0.050％，其余为Fe及不可避免杂质。本发明提供的工程机械用钢兼具有高强度、良好塑形和韧性，能够满足各种大型设备生产的需要。

Description

一种屈服强度800MPa级工程机械用钢及其制备方法
技术领域
本发明属于工程机械用钢制备技术领域，具体涉及一种屈服强度800MPa级工程机械用钢及其制备方法。
背景技术
屈服强度800MPa级工程机械用钢主要应用于各类起重机、重型汽车、自卸车的伸缩臂及侧板、挡板，在这类设备中要求工程机械用钢具有较高的强度，其可以减轻构件的重量，减轻设备的自重量，减少设备的燃料消耗，提高设备的工作效率，另外还要求钢带具有良好的冷成型性能以及焊接性能。
目前，申请号201110412321.9公布了一种屈服强度800MPa级工程机械用调质钢及其生产方法。该文献重点介绍了优化控制控冷工艺参数、采用合适的调质热处理工艺，得到800MPa级工程机械用钢。申请号201711132161.6公布了一种800MPa级工程车用热轧结构钢及其生产方法。该文献重点介绍了通过控轧控冷得到屈服强度700MPa，抗拉强度800MPa的热轧结构钢。申请号201811524865.2公布了直接淬火型屈服800MPa级结构钢板及其生产方法。该文献重点介绍了采用直接淬火+高温回火控冷工艺生产800MPa级结构钢板。但是以上文献获得的钢板的屈服强度虽然能够满足一般设备生产的需要，但是随着轻量化理念的推广，逐渐不能满足对钢强度有更高要求的大型设备的生产，并且以上文献公开的方法成本较高，不能满足资源节约型生产的需要。
发明内容
针对现有技术中存在的问题的一个或多个，本发明一个方面提供一种屈服强度800MPa级工程机械用钢，其化学成分按质量百分比计为C：0.07～0.09％，Si：0.15～0.25％，Mn：1.75～1.85％，P：≤0.015％，S：≤0.005％，Cr：0.20～0.30％，Ni：0.15～0.25％，Mo：0.10～0.20％，Nb：0.025～0.035％，Ti：0.010～0.020％，B：0.0008～0.0015％，Al：0.030～0.050％，其余为Fe及不可避免杂质。
上述屈服强度800MPa级工程机械用钢的力学性能满足：屈服强度≥922MPa，抗拉强度≥997MPa，延伸率≥13.0％。
本发明另一方面提供了上述的屈服强度800MPa级工程机械用钢的制备方法，其包括以下工艺：冶炼-连铸-加热-控轧控冷轧制-回火热处理，其中：
所述加热工艺为将经连铸工艺获得的板坯冷装入炉进行加热，在炉时间180～240min，出炉温度为1250±15℃；
所述控轧控冷轧制工艺包括粗轧和精轧二阶段轧制，其中粗轧采用3+3模式，压缩比为3.0～3.5；精轧时使用的精轧机七机架全部使用，压下率依次递减，压缩比为4.0～5.0；精轧开轧温度为950±15℃，精轧终轧温度控制在860±20℃，终冷温度控制在150～200℃；
所述回火热处理工艺的回火温度为300±15℃，保温30～60min，出炉空冷至室温。
基于以上技术方案提供的屈服强度800MPa级工程机械用钢采用在线淬火+离线低温回火工艺制备获得，其中在线淬火可以保证硬相组织M，离线低温回火可以消除内应力，改善板形，适当提高塑形，从而得到了屈服强度800MPa以上的高强度、良好塑形和韧性的工程机械用钢，能够满足各类起重机、重型汽车、自卸车的伸缩臂及侧板、挡板的生产需要，并且提供的制备方法由于省略了淬火工艺流程，因此还可以缩短工艺流程，并增加单位时间的产量，增加利润，又降低制造成本。
附图说明
图1为实施例1获得的屈服强度800MPa级工程机械用钢的金相组织照片；
图2为实施例1获得的屈服强度800MPa级工程机械用钢的180°冷弯照片(d＝4a)。
具体实施方式
本发明旨在提供一种屈服强度800MPa级工程机械用钢及其制备方法，以提供一种兼具有高强度、良好塑形和韧性的高强工程机械用钢板，同时降低生产成本。
其中该工程机械用钢的化学成分按照质量百分比计为C：0.07～0.09％，Si：0.15～0.25％，Mn：1.75～1.85％，P：≤0.015％，S：≤0.005％，Cr：0.20～0.30％，Ni：0.15～0.25％，Mo：0.10～0.20％，Nb：0.025～0.035％，Ti：0.010～0.020％，B：0.0008～0.0015％，Al：0.030～0.050％，其余为Fe及不可避免夹杂。提供的制备方法包括以下工艺：冶炼-连铸-加热-控轧控冷轧制-回火热处理，其中：
加热工艺为将经连铸工艺获得的板坯冷装入炉进行加热，在炉时间180～240min，出炉温度为1250±15℃；
控轧控冷轧制工艺包括粗轧和精轧二阶段轧制，其中粗轧采用3+3模式，压缩比为3.0～3.5；精轧时使用的精轧机七机架全部使用，压下率依次递减，压缩比为4.0～5.0；精轧开轧温度为950±15℃，精轧终轧温度控制在860±20℃，终冷温度控制在150～200℃；
回火热处理工艺的回火温度为300±15℃，保温30～60min，出炉空冷至室温。
在本发明提供的制备方法中加热工艺中加热温度为1250±15℃，达到完全奥氏体化温度，可以使板坯组织完全奥氏体化。精轧终轧温度为860±20℃，可以保证精轧在完全未再结晶温度区域轧制，得到均匀细小的晶粒组织。终冷温度为150～200℃，可以保证马氏体组织转变完全，增加钢板强度和硬度。离线回火温度为300±15℃，可以消除钢板内应力，适当提高塑形，改善板形。另外，本发明还在保证塑形的同时，利用B元素进一步增加淬透性，得到硬相组织M，从而获得一种兼具有高强度、良好塑形和韧性的高强工程机械用钢板，由于提供的制备方法采用在线淬火+离线低温回火的生产工艺，因此省略了淬火工艺流程，可以缩短工艺消耗时间，从而降低制造成本。
以下通过实施例详细描述本发明的内容，这些实施例仅仅是对本发明最佳实施方式的描述，并不对本发明的内容有任何限制。
实施例
各实施例的化学成分含量见表1；加热工艺参数见表2；控轧控冷轧制工艺参数见表3；回火热处理工艺参数见表4；所得高强钢板的力学性能见表5。
表1：冶炼的化学成分(wt％)
实施例 C Si Mn P S Al
1 0.088 0.19 1.81 0.014 0.003 0.038
2 0.079 0.18 1.79 0.013 0.002 0.035
3 0.082 0.19 1.83 0.014 0.003 0.032
实施例 Cr Ni Mo B Nb Ti
1 0.22 0.18 0.152 0.0012 0.033 0.018
2 0.21 0.16 0.148 0.0011 0.031 0.015
3 0.25 0.18 0.155 0.0013 0.028 0.012
表2：加热工艺参数
实施例 出炉温度℃ 加热时间min
1 1258 218
2 1249 209
3 1259 223
表3：控轧控冷轧制工艺参数
实施例 精轧开轧温度℃ 精轧终轧温度℃ 终冷温度℃
1 956 863 182
2 948 858 168
3 951 872 175
表4：回火热处理工艺参数
实施例 回火温度℃ 保温时间min
1 286 45
2 305 52
3 312 58
表5：产品力学性能
Figure BDA0002483066710000041
如图1所示，示出了实施例1获得的高强钢板的金相组织，可见组织为回火马氏体，图2示出的是实施例1获得的高强钢板的180°冷弯照片(d＝4a)，可见该钢板具有非常高的韧性和塑性，结合上表5数据可知，获得的钢板的屈服强度≥922MPa，抗拉强度≥997MPa，延伸率≥13.0％，因此，本发明获得了兼具有高强度、良好塑形和韧性的高强工程机械用钢板。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种屈服强度800MPa级工程机械用钢，其特征在于，所述屈服强度800MPa级工程机械用钢的化学成分按质量百分比计为C：0.07～0.09％，Si：0.15～0.25％，Mn：1.75～1.85％，P：≤0.015％，S：≤0.005％，Cr：0.20～0.30％，Ni：0.15～0.25％，Mo：0.10～0.20％，Nb：0.025～0.035％，Ti：0.010～0.020％，B：0.0008～0.0015％，Al：0.030～0.050％，其余为Fe及不可避免杂质。
2.根据权利要求1所述的屈服强度800MPa级工程机械用钢，其特征在于，所述屈服强度800MPa级工程机械用钢的力学性能满足：屈服强度≥922MPa，抗拉强度≥997MPa，延伸率≥13.0％。
3.权利要求1或2所述的屈服强度800MPa级工程机械用钢的制备方法，其包括以下工艺：冶炼-连铸-加热-控轧控冷轧制-回火热处理，其特征在于：
所述加热工艺为将经连铸工艺获得的板坯冷装入炉进行加热，在炉时间180～240min，出炉温度为1250±15℃；
所述控轧控冷轧制工艺包括粗轧和精轧二阶段轧制，其中粗轧采用3+3模式，压缩比为3.0～3.5；精轧时使用的精轧机七机架全部使用，压下率依次递减，压缩比为4.0～5.0；精轧开轧温度为950±15℃，精轧终轧温度控制在860±20℃，终冷温度控制在150～200℃；
所述回火热处理工艺的回火温度为300±15℃，保温30～60min，出炉空冷至室温。
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