低碳当量易焊接Q690D工程机械用钢板及其生产方法

摘要

一种低碳当量易焊接Q690D工程机械用钢板及其生产方法，属于冶金技术领域。钢板化学成分及重量配比为C：0.06～0.08%、Si：0.20～0.30%、Mn：1.10～1.35%、P≤0.02%、S≤0.01%、Cr：0.20～0.35%、Nb：0.02～0.03%、Ti：0.009～0.02%、Als：0.02～0.04%、B：0.0012～0.0015%，余量为Fe和不可避免杂质；钢板Ceq＜0.4，Pcm＜0.2。其生产方法包括加热、轧制、轧后直接淬火和回火工序；淬火工序终冷温度≤200℃。本发明在低碳当量和低焊接裂纹敏感指数条件下，保证了强度和低温韧性满足要求。

权利要求

1.一种低碳当量易焊接Q690D工程机械用钢板，其特征在于，所述钢板化学成分及质量百分含量为C：0.06～0.08%、Si：0.20～0.30%、Mn：1.10～1.35%、P≤0.02%、S≤0.01%、Cr：

0.20～0.35%、Nb：0.02～0.03%、Ti：0.009～0.02%、Als：0.02～0.04%、B：0.0012～0.0015%，余量为Fe和不可避免的杂质；钢板碳当量Ceq＜0.4，焊接裂纹敏感指数Pcm＜0.2；

所述钢板由下述方法生产，其包括加热、轧制、淬火和回火工序；所述加热工序，加热温度1180～1220℃，总加热时间＞10min/mm；所述轧制工序，第一阶段为粗轧阶段，开轧温度

1050～1150℃；第二阶段为精轧阶段，开轧温度≤950℃，终轧温度控制在800～830℃；所述淬火工序，采用轧后直接淬火，开冷温度≥780℃，终冷温度≤200℃，冷却速度≥20℃/s；所述回火工序，采用回火炉进行回火，加热温度520～550℃，保温系数3～3.5min/mm，出炉后空冷。

2.根据权利要求1所述的低碳当量易焊接Q690D工程机械用钢板，其特征在于，所述钢板厚度为20～40mm，钢板组织为回火马氏体+贝氏体。

3.根据权利要求1或2所述的低碳当量易焊接Q690D工程机械用钢板，其特征在于，所述钢板屈服强度≥750MPa，抗拉强度≥830MPa，延伸率≥17%，‑20℃横向冲击功≥200J。

4.基于权利要求1‑3任一项所述的低碳当量易焊接Q690D工程机械用钢板的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括加热、轧制、淬火和回火工序；

所述加热工序，加热温度1180～1220℃，总加热时间＞10min/mm；

所述轧制工序，第一阶段为粗轧阶段，开轧温度1050～1150℃；第二阶段为精轧阶段，开轧温度≤950℃，终轧温度控制在800～830℃；

所述淬火工序，采用轧后直接淬火，开冷温度≥780℃，终冷温度≤200℃，冷却速度≥

20℃/s；

所述回火工序，采用回火炉进行回火，加热温度520～550℃，保温系数3～3.5min/mm，出炉后空冷。

说明书

低碳当量易焊接Q690D工程机械用钢板及其生产方法

技术领域

[0001] 本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种低碳当量易焊接Q690D工程机械用钢板及其生产方法。

背景技术

[0002] Q690D级别的高强钢主要用于挖掘机械、工程起重机械、矿山机械以及工业车辆等设备主要部件的制造。随着工程机械向大型化、强量化的方向发展，屈服强度690MPa级甚至
更高强度级别的钢在工程机械设备中所占比例越来越大，对Q690级别的高强钢要求也越来
越高，不仅要求其具有稳定的力学性能，对焊接性能也提出了更高的要求。目前，在煤矿液
压支架生产过程中，Q550D已经实现了焊前无需预热，但Q690D仍需要经过预热才能保证焊
接性能及质量。焊前预热不仅延长了生产工序，也增加了生产成本。因此，急需开发一种无
需焊前预热的Q690D钢。

发明内容

[0003] 为解决上述技术问题，本发明提供一种低碳当量易焊接Q690D工程机械用钢板及其生产方法。该钢板在低碳当量和低焊接裂纹敏感指数的条件下，强度和低温冲击韧性满
足Q690D的要求。本发明采用如下技术方案：

[0004] 一种低碳当量易焊接Q690D工程机械用钢板，所述钢板化学成分及质量百分含量为C：0.06～0.08%、Si：0.20～0.30%、Mn：1.10～1.35%、P≤0.02%、S≤0.01%、Cr：0.20～
0.35%、Nb：0.02～0.03%、Ti：0.009～0.02%、Als：0.02～0.04%、B：0.0012～0.0015%，余量为
Fe和不可避免的杂质；钢板碳当量Ceq＜0.4，焊接裂纹敏感指数Pcm＜0.2；

[0005] 其中，Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15；Pcm=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B。

[0006] 所述钢板厚度为20～40mm，钢板组织为回火马氏体+贝氏体；钢板屈服强度≥750MPa，抗拉强度≥830MPa，延伸率≥17%，‑20℃横向冲击功≥200J。

[0007] 上述低碳当量易焊接Q690D工程机械用钢板的生产方法包括加热、轧制、淬火和回火工序。

[0008] 所述加热工序，加热温度1180～1220℃，总加热时间＞10min/mm。

[0009] 所述轧制工序，第一阶段为粗轧阶段，开轧温度1050～1150℃；第二阶段为精轧阶段，开轧温度≤950℃，终轧温度控制在800～830℃。

[0010] 所述淬火工序，采用轧后直接淬火，开冷温度≥780℃，终冷温度≤200℃，冷却速度≥20℃/s。

[0011] 所述回火工序，采用回火炉进行回火，加热温度520～550℃，保温系数3～3.5min/mm，出炉后空冷。

[0012] 本发明设计思路如下：

[0013] 碳当量和焊接裂纹敏感指数是影响焊接工艺最直接的因素。研究表明，当碳当量低于0.4、焊接裂纹敏感指数低于0.2时，焊前可不进行预热。较低的碳当量能够改善焊接性
能，但降低了钢的淬透性，不利于提高钢板的强度。在钢种添加一定量的Cr能够显著提高钢
的淬透性，同时，Cr还能够起到提高强度的作用。在钢中加入微量的硼（0.0005～0.005%）即
可显著提高钢的淬透性，此时对其它性能等无影响或影响甚小，在淬火+低温回火后，能得
到良好的冲击韧性。本发明采用低碳含量微合金化思想，加入适量的Cr和B元素，提高钢的
淬透性，并充分利用轧后的控冷工艺和调质热处理工艺，使钢板得到回火马氏体+贝氏体组
织，具有良好的力学性能和焊接性能。

[0014] 本发明钢板碳当量Ceq＜0.4，焊接裂纹敏感指数Pcm＜0.2；钢板厚度为20～40mm，屈服强度≥750MPa，抗拉强度≥830MPa，延伸率≥17%，‑20℃横向冲击功≥200J。在低碳当
量和低焊接裂纹敏感指数的条件下，钢板强度和低温冲击韧性满足Q690D的要求，在制备工
程机械部件过程中无需焊前预热，也能保证其焊接性能及质量，缩短了下游企业的生产工
序。

附图说明

[0015] 图1为本发明实施例1钢板的典型金相组织图。

具体实施方式

[0016] 下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。

[0017] 实施例1‑10

[0018] 一种低碳当量易焊接Q690D工程机械用钢板的生产方法，其工艺流程主要包括加热、轧制、淬火和回火工序。

[0019] 加热工序，加热温度1180～1220℃，总加热时间＞10min/mm。

[0020] 轧制工序，第一阶段为粗轧阶段，开轧温度1050～1150℃；第二阶段为精轧阶段，开轧温度≤950℃，终轧温度控制在800～830℃。

[0021] 淬火工序，采用轧后直接淬火，开冷温度≥780℃，终冷温度≤200℃，冷却速度≥20℃/s。

[0022] 回火工序，采用回火炉进行回火，加热温度520～550℃，保温系数3～3.5min/mm，出炉后空冷。

[0023] 各实施例采用260mm厚连铸坯，生产工序参数见表1，所得钢板化学成分及质量百分含量见表2，钢板规格及性能见表3。

[0024] 表1. 各实施例生产工序参数

[0025]

[0026] 表2. 各实施例钢板化学成分及质量百分含量（%）

[0027]

[0028] 表3. 各实施例钢板规格及性能

[0029] 。