一種大厚度海洋工程用調質高強度鋼板及其生產方法技術

本發明專利技術屬于鋼鐵冶煉技術領域，具體公開了一種大厚度海洋工程用調質高強度鋼板及其生產方法。大厚度海洋工程用調質高強度鋼板是由以下重量百分比的組分熔煉而成：C：0.15%～0.17%，Si：0.25%～0.50%，Mn：1.45%～1.60%，P≤0.012%，S≤0.005%，Ni：0.35%～0.45%，Nb：0.02%～0.04%，Al：0.020%～0.040%，V：0.060%～0.075%，Ti：0.010%～0.020%，余量為Fe和不可避免的雜質。本發明專利技術鋼板的最大厚度為140mm，該鋼板的生產方法為：冶煉→LF/VD精煉→模鑄→加熱→軋制→熱堆垛→熱處理→成品鋼板。采用本發明專利技術的方法所生產的鋼板具有純凈度較高、強度高、-40℃沖擊功良好、Z向斷面收縮率較高以及焊接性能好等特點，可廣泛用于海洋工程，應用前景廣闊。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于鋼鐵冶煉
，具體涉及一種大厚度海洋工程用調質高強度鋼板，同時還涉及一種該鋼板的生產方法。
技術介紹
隨著海洋工程被納入十二五規劃，海洋工程裝備已被列為新興產業。未來海洋工程裝備和設施將支撐起我國海洋石油工業和海洋能源工業走到世界前列，與此同時，將帶動國內造船、裝備制造、材料、冶金等行業實現長足發展。海洋工程裝備由于服役環境比較惡劣，其對所用鋼材的各項技術指標要求極高，不僅要有高的耐大氣腐蝕和耐海水腐蝕性能，還要求高強度、高韌性、易焊接等性能。從目前情況看，屈服強度355MPa以下的海洋工程用鋼基本實現了國產化，并且占據了海洋工程用鋼量的90%，而420MPa級以上鋼板的推 廣是將來發展趨勢，該厚度、強度級別鋼板的成功研制，對于該級別鋼板的國產化及進一步推廣應用都具有重要意義。
技術實現思路
針對上述問題，本專利技術的目的在于提供一種大厚度海洋工程用調質高強度鋼板，以提高鋼板的低溫沖擊韌性、抗層狀撕裂性能。為了實現上述目的，本專利技術所采用的技術方案是一種大厚度海洋工程用調質高強度鋼板，是由以下重量百分比的組分熔煉而成c :0. 15% O. 17%, Si :0. 25% O. 50%，Mn 1. 45% I. 60%, P 彡 O. 012%, S 彡 O. 005%, Ni 0. 35% O. 45%, Nb 0. 02% O. 04%, Al O.020% O. 040%, V 0. 060% O. 075%, Ti 0. 010% O. 020%，余量為 Fe 和不可避免的雜質。所述鋼板的最大厚度為140mm。本專利技術鋼板采用化學成分設計，碳、錳固溶強化；加入少量的Nb、V細化晶粒，其碳氮化物起到彌散強化作用；通過后續合理的熱處理工藝，鋼板具有良好的力學性能。鋼板中各組分及含量在本專利技術中的作用是C :0. 15% O. 17%，碳對鋼的屈服強度、抗拉強度、焊接性能產生顯著影響，較高的碳含量可以顯著提高鋼板的淬透性，尤其針對特厚板來說，可以顯著增加淬硬層深度，從而獲取較多的馬氏體，再經過高溫回火，使其強韌性得以最佳匹配。與此同時C是最直接、最經濟的提高鋼板強度的元素，從而有效減少貴重合金元素(Ni)的使用量。但碳含量過高，又會影響鋼的焊接性能及韌性。Si :0. 25% O. 50%,在煉鋼過程中作為還原劑和脫氧劑，同時Si也能起到固溶強化作用，但含量過高時，會造成鋼的韌性下降，降低鋼的焊接性能。Mn :1. 45% I. 60%，錳成本低廉，能增加鋼的韌性、強度和硬度，提高鋼的淬透性，改善鋼的熱加工性能；錳量過高，對于大厚度鋼板易出現中心偏析。P彡O. 012%, S ( O. 005% :在一般情況下，磷和硫都是鋼中有害元素，增加鋼的脆性；磷使焊接性能變壞，降低塑性，使冷彎性能變壞；硫降低鋼的延展性和韌性，在鍛造和軋制時造成裂紋；因此應盡量減少磷和硫在鋼中的含量。Al :0. 020% O. 040%,鋁是鋼中常用的脫氧劑，鋼中加入少量的鋁，可細化晶粒，提高沖擊韌性；鋁還具有抗氧化性和抗腐蝕性能，過高則影響鋼的熱加工性能、焊接性能和切削加工性能。Nb :0. 02% O. 04%，鈮的加入是為了促進鋼軋制顯微組織的晶粒細化，可同時提高強度和韌性，鈮可在控軋過程中通過抑制奧氏體再結晶，有效地細化顯微組織，并通過析出強化基體；鈮可降低鋼的過熱敏感性及回火脆性，焊接過程中，鈮、硼原子的偏聚及析出可以阻礙加熱時奧氏體晶粒的粗化，并保證焊接后得到比較細小的熱影響區組織，改善焊接性能。V :0. 060% O. 075%，釩是鋼的優良脫氧劑，鋼中加釩可細化組織晶粒，提高強度和韌性；釩與碳形成的碳化物，在高溫高壓下可提高抗氫腐蝕能力。Ti :0. 010% O. 020%，鈦是良好的脫氧劑，鋼中加Ti可與C、N元素形成Ti的碳化·物、氮化物或碳氮化物，這些化合物具有好的晶粒細化效果。Ni :0. 35% O. 45%，鎳溶于奧氏體，抑制奧氏體再結晶，細化奧氏體晶粒，提高鋼板低溫韌性。本專利技術的目的還在于提供一種大厚度海洋工程用調質高強度鋼板的生產方法，以得到屈服強度高、抗拉強度高及延伸率好的大厚度結構件用鋼板。本專利技術大厚度海洋工程用調質高強度鋼板的生產方法所采用的技術方案的步驟如下(I)冶煉將含有以下質量百分比C :0. 15% O. 17%, Si :0. 25% O. 50%, Mn I.45% I. 60%, P 彡 O. 012%, S 彡 O. 005%, Ni 0. 35% O. 45%, Nb 0. 02% O. 04%, Al O. 020% O. 040%, V :0. 060% O. 075%, Ti :0. 010% O. 020%組分的鋼水先經電爐冶煉，送入LF精煉爐精煉，鋼水溫度達到或超過1560± 10°C轉入VD爐真空脫氣處理；(2)模鑄將鋼水注模，鋼錠入緩冷坑緩冷，緩冷時間> 24小時；(3)加熱鋼錠加熱溫度最高1220 1240°C，均熱溫度1200 1220°C，保溫10小時；(4)軋制采用再結晶區加未再結晶區兩階段軋制工藝進行軋制，第一階段軋制溫度為930 1100°C，此階段單道次壓下量為10% 20%，累計壓下率為30% 50%，第二階段軋制溫度為840 910°C，累計壓下率為30% 50%，得到鋼板粗品，使得鋼板組織為鐵素體、珠光體、貝氏體等低碳貝氏體復合組織；(5)熱堆垛軋后熱堆垛溫度600 650°C，堆垛48小時；(6)熱處理對鋼板粗品進行850 855°C、保溫時間2min/mm加熱，出爐后入水槽淬火；回火溫度580 586°C，保溫時間3. 5min/mm，得到成品鋼板。步驟(I)所述精煉時喂入Al線，真空脫氣處理前加入CaSi塊彡IOOkg/爐或Fe-Ca線400 450m，改變夾雜物形態，真空脫氣處理的真空度不大于66. 6Pa，真空保持時間不低于20分鐘。步驟(2)所述澆鑄溫度為1535 1545°C。步驟(4)所述的第一階段軋制的開軋溫度為930 1100°C，終軋溫度為920 970°C ;第二階段軋制的開軋溫度為840 910°C，終軋溫度為830 870°C。本專利技術鋼板的化學成分設計采用價格低廉的碳、錳固溶強化，通過調整優化鋼板中其它合金元素的配比，能在低貴重合金使用量條件下確保鋼板力學性能良好，使鋼板具有良好的組織、綜合性能和焊接性能，增強市場競爭力；本專利技術鋼板的生產方法采用兩階段軋制工藝，解決了軋機軋制壓力不足而造成的晶粒粗大不均、有優良的綜合性能；低溫韌性有相當大的富裕量，可廣泛用于海洋工程，應用前景廣闊；本專利技術鋼板的生產方法采用淬火+回火的熱處理工藝，得到鐵素體、珠光體、貝氏體等復合組織，鋼板組織均勻、細小。本專利技術具有以下優點①本專利技術的鋼質更純凈，P彡O. 012%，S彡O. 005% ;②低溫沖擊功高，-40°C沖擊功80J以上鋼板最大厚度可達到140mm Z向延伸性能平均為40% ;⑤鋼板組織為鐵素體、珠光體、貝氏體等復合組織。試驗結果表明采用本專利技術的方法所生產的鋼板具有純凈度較高、_40°C沖擊功良好及Z向斷面收縮率較高、焊接性能好等特點。 具體實施例方式實施例I本實施例的大厚度海洋本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種大厚度海洋工程用調質高強度鋼板，其特征在于，所述的鋼板是由以下質量百分比的組分熔煉而成：C：0.15%～0.17%，Si：0.25%～0.50%，Mn：1.45%～1.60%，P≤0.012%，S≤0.005%，Ni：0.35%～0.45%，Nb：0.02%～0.04%，Al：0.020%～0.040%，V：0.060%～0.075%，Ti：0.010%～0.020%，余量為Fe和不可避免的雜質。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：謝良法，葉建軍，趙文忠，劉生，張海軍，龐輝勇，王九清，吳濤，劉印子，張東方，張朋，
申請(專利權)人：舞陽鋼鐵有限責任公司，河北鋼鐵集團有限公司，
類型：發明
國別省市：