屈服强度为950MPa级的焊接结构钢
专利汇可以提供屈服强度为950MPa级的焊接结构钢专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及低 合金 化高强度 焊接 结构 钢 。其解决目前在本领域存在的钢种成分较多，有价格昂贵的Nb作为必要元素或添加了较多的贵重Ni，致成本增加且 屈服强度 小于900MPa的不足。措施：屈服强度为950MPa级的焊接结构钢，其在于：化学组分及重量百分比为：C：0.13～0.17，Mn：1.40～1.70，Mo：0.20～0.40，B：0.0005～0.002，Cr：0～0.50，Ti：0.010～0.035，P：≤0.020，S：≤0.010，其余为Fe及不可避免杂质，同时满足：CEV(％)＜0.60或Pcm(％)＜0.30。本发明提供了最小屈服强度为950MPa、具有极优异低温冲击韧性和极低 碳 当量的高强度焊接结构钢。，下面是屈服强度为950MPa级的焊接结构钢专利的具体信息内容。
1、屈服强度为950MPa级的焊接结构钢，其特征在于：化学组分及重量百分比为：C：0.13～ 0.17，Mn：1.40～1.70，Mo：0.20～0.40，B：0.0005～0.002，Cr：0～0.50，Ti：0.010～ 0.035，P：≤0.020，S：≤0.010，其余为Fe及不可避免杂质，同时满足：
CEV(％)＝C+Mn/6+(Mo+Cr+V)/5+(Ni+Cu)/15<0.60；
Pcm(％)＝C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B<0.30。
2、如权力要求1所述的屈服强度为950MPa级的焊接结构钢，其特征在于：化学组分中Cr 的重量百分比为：0.20～0.50。
3、如权力要求1所述的屈服强度为950MPa级的焊接结构钢，其特征在于：化学组分中还含 有重量百分比为：Ni：<0.30。
4、如权力要求3所述的屈服强度为950MPa级的焊接结构钢，其特征在于：化学组分中Ni 的重量百分比为：0.10～0.25。
5、如权力要求1所述的屈服强度为950MPa级的焊接结构钢，其特征在于：化学组分中Mo 的重量百分比为：0.30～0.35。
6、如权力要求1所述的屈服强度为950MPa级的焊接结构钢，其特征在于：化学组分中C的 重量百分比为：0.135～0.150。
7、如权力要求1所述的屈服强度为950MPa级的焊接结构钢，其特征在于：化学组分中还含 有如下元素中的至少一种，其组分及重量百分比为：0.15～0.40的Si；0.01～0.06的Als。
技术领域
本发明涉及低合金化钢，具体指一种屈服强度为950Mpa及以上的高强度焊接结构钢板。
背景技术
还有国内的鞍钢能够生产屈服强度大于880MPa的焊接结构钢HQ100，其化学成分(wt ％)C：0.10～0.18、Si：0.15～0.35、Mn：0.80～1.40、Ni：0.75～1.50、Mo：0.30～0.60、Cr：0.40～0.80， 该钢用于对强度要求极高的焊接结构部件，其特点在于化学成份中添加了较多的贵重金属Ni。
本发明基于目前现状，提出了一种全新的屈服强度950MPa级焊接结构钢的化学成份设 计思路，其特点是取消或极大减少了V、Nb、Ni等微合金或贵重合金元素的添加，并保证钢 的屈服强度高于950MPa，同时还具有十分优异的低温冲击韧性。由于钢的合金化程度很低， 因此具有很低的碳当量，达到或优于同级别的国外钢种，焊接性能优良。
发明内容
实现上述目的的技术措施：
屈服强度为950MPa级的焊接结构钢，其在于：化学组分及重量百分比为：C：0.13～0.17，
Mn：1.40～1.70，Mo：0.20～0.40，B：0.0005～0.002，Cr：0～0.50，Ti：0.010～0.035，
P：≤0.020，S：≤0.010，其余为Fe及不可避免杂质，同时满足：
CEV(％)＝C+Mn/6+(Mo+Cr+V)/5+(Ni+Cu)/15<0.60或
Pcm(％)＝C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B<0.30。
其在于：化学组分中Cr的重量百分比为：0.20～0.50。
其在于：化学组分中还含有重量百分比为：Ni：<0.30。
其在于：化学组分中Ni的重量百分比为：0.10～0.25。
其在于：化学组分中Mo的重量百分比为：0.30～0.35。
其在于：化学组分中C的重量百分比为：0.135～0.150。
其在于：化学组分中还含有如下元素中的至少一种，其组分及重量百分比为：0.15～0.40
的Si；0.01～0.06的Als。
本发明以位错马氏体相变强化为主要强化机制，其各组分的作用及限定量的理由：
本发明C的重量百分比含量为0.13～0.17。C是保证淬透性的主要合金元素，为了在水 淬时得到完全的马氏体组织，C的含量不应低于0.13。C的上限值则考虑了防止钢的强度及 碳当量过高，满足淬透性需要即可。C也是保证马氏体强度的最主要合金元素，根据对合金 元素总量小于5％、含有少量Ti、Nb或Zr等的结构钢回归分析表明，钢中马氏体组织的硬 度HVM＝127+949C+27Si+11Mn+8Ni+16Cr+21lgVM(VM为马氏体临界冷速，各元素均为质 量百分数)，从中可以看出，影响马氏体硬度的决定性成份为C，合金元素的作用很小，为 了保证钢的抗拉强度达到1000MPa级别，HVM值最小应在310左右，结合对公式中其它各 合金元素含量的合理估计，可知为保证钢的强度，将C含量限定在0.13～0.17是合理的。
本发明Mn的重量百分比含量为1.40～1.70。Mn是钢中重要的固溶强化元素，能够提高 淬透性，且能在强化钢的同时改善韧性，但当Mn含量过高时，则导致淬透性和韧性降低。
本发明硼B的重量百分比含量为0.0005～0.002。添加微量B是提高淬透性的极佳途径， 根据大量研究结果，当以固溶形式存在于钢中时(即酸溶硼)，0.0005的B即可极大提高钢 的淬透性。充分发挥B的作用可有效减少其它合金元素的添加。对于不以固溶方式存在的B 则没有提高淬透性的作用，且B含量过高易形成B的碳化物和氮化物，并集聚在原奥氏体晶 界，促使附近地区位错密度增高，可以作为氢在局部地区的陷阱，因而促使此处发生晶界开 裂。为保证必要的酸溶硼含量，并避免过高含量的B对性能的不利影响，作出上述含量限定。
本发明Mo的重量百分比含量为0.20～0.40。Mo是提高钢的抗回火软化能力的最有效元 素，并能抑制或减轻钢中杂质偏聚现象，改善调质钢的高温回火脆性，避免钢在400℃～500 ℃左右回火时出现的脆化现象(第二类回火脆性)，是调质钢中不可或缺的重要合金元素，Mo 含量超过0.40时，则会使焊接热影响区的再热裂纹敏感性增加。
本发明铬Cr的重量百分比含量为0～0.50。Cr能够增加钢的淬透性，少量Cr还有改善 韧性的作用，但Cr对提高马氏体组织强度和抗高温回火能力的作用不大，且Cr过高会损害 韧性和焊接性能，故作为非必要元素添加。
本发明Ni的重量百分比含量为<0.30。Ni能够提高钢的抗高温回火软化能力和低温冲击 韧性，对于提高马氏体的强度作用不大，且Ni过高将极大增加钢的合金成本，故作为非必要 元素添加。Cr与Ni取其一加入，也可以两者同时加人
本发明Ti的重量百分比含量为0.010～0.040。Ti可与钢中N结合形成细小TiN粒子， 从而在加热过程中钉轧晶界并防止奥氏体晶粒过度长大，这对于得到细小的淬火组织，从而 提高钢的强度和韧性是有利的。
本发明还添加Si或Als或两者同时加入，其各自的重量百分比含量为：Si：0.15～0.40， Si主要是以固溶强化形式提高钢的强度，同时也是钢中的脱氧元素，但含量不可过高，以免 降低钢的韧性和焊接性能；Als的重量百分比含量控制在0.01～0.06。Al是钢中的主要脱氧 元素，Al含量过高则导致Al的氧化物夹杂增加，降低钢的纯净度，不利于钢的韧性及耐候 性能。此外，Al的氮化物熔点较高，在生产中，AlN可以用来阻止晶粒长大。
本发明P、S的重量百分比含量分别为P≤0.020％、S≤0.010。较高的磷含量可以大幅度 提高钢的耐候性，但是P在钢中具有容易造成偏析、恶化焊接性能、显著降低钢的低温冲击 韧性、提高脆性转变温度，所以，考虑到本发明钢强度较高，控制P≤0.020。P易与Mn结 合生成MnS夹杂，S还影响钢的低温冲击韧性。因此，本发明应采用洁净钢生产工艺，尽量 减少P、S元素对钢性能的不利影响。
本发明属低合金钢制造领域，本发明钢除含有上述化学成份外，同时还满足：碳当量 CEV(％)<0.60或Pcm(％)<0.30，其中：
CEV(％)＝C+Mn/6+(Mo+Cr+V)/5+(Ni+Cu)/15；
Pcm(％)＝C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B。
本发明具有如下优点：
1.本发明钢具有极高的强度和低温冲击韧性，屈服强度(RP0.2或ReL)为950MPa～ 1050MPa，屈强比为0.90～0.97，延伸率(A5)为10.5％～13.5％，0℃夏比冲击功(AKV)超过 100J，-20℃AKV超过50J、最优可达80J以上，-40℃AKV最高可达50J左右，强韧性匹配十分优异。
3.本发明钢成份以C-Mn-Mo-B成份为基础，并进行了Cr、Ni的单独或复合添加，由于 采用了多元少量复合合金化方法，充分利用了各种元素对于钢的淬透性和强韧性影响的协同 作用，使钢的碳当量控制在很低的水平，CEV(％)<0.60，Pcm(％)<0.30，达到或优于进口国 外同级别焊接结构钢。
具体实施方式
将轧制后的本发明钢沿轧制方向加工拉伸、冲击试样，进行力学性能检测，冲击试验采 用10×10×55mm夏比试样。
本发明实施例钢化学成份(wt％)
编号 C Si Mn P S Als Cr Ni Mo Ti B CEV Pcm 实施1 0.130 0.28 1.54 0.005 0.005 0.015 0.23 0 0.30 0.016 0.0005 0.49 0.25 实施2 0.147 0 1.53 0.005 0.005 0.06 0 0.29 0.40 0.010 0.0010 0.50 0.26 实施3 0.170 0.15 1.44 0.006 0.005 0.01 0.15 0.22 0.32 0.015 0.002 0.52 0.28 实施4 0.150 0.40 1.60 0.006 0.005 0 0.50 0.28 0.35 0.020 0.0016 0.60 0.30 实施5 0.161 0 1.70 0.005 0.004 0.045 0.35 0 0.20 0.035 0.0008 0.55 0.28 对比例5 0.110 0.26 1.30 0.005 0.005 0.01 0.22 0.30 0.31 0.036 0.0011 0.45 0.22
经检验，该钢在-20℃夏比V型缺口冲击功不低于50J，-40℃AKV大于20J，碳当量CEV 值不超过0.60％，Pcm值不超过0.30％，屈强比高于0.90。微观组织由宽度为100～200nm、 亚结构为高密度位错的细小马氏体板条组成，并含有少量宽度为1.0～1.5μm、内部含细小碳 化物的先析出自回火马氏体板条。
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