一種抗應變時效E36級大厚度船板鋼的制造方法技術

本發明專利技術涉及一種低合金鋼的制造方法，是一種抗應變時效E36級大厚度船板鋼的制造方法，船板鋼的組成成分及質量百分比為：C0.1-0.3%，Si0.2-1.0%，Mn0.3-1.8%，P＜0.008%，S<0.005%，V0.04-0.15%，Nb0.02-0.08%，Ti0.005-0.02%，Als0.02-0.06%，Ni0.2-0.3%，Cu0.1-0.4%，余量為Fe和微量雜質。按上述成分冶煉澆鑄后，對坯料進行鍛造，然后進行TMCP（控軋控冷）軋制，獲得該種抗應變時效E36級船板鋼，在達到各國船級社對E36級力學性能要求的同時，具有良好的抗應變時效脆性的能力。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種低合金鋼的制造方法，具體的說是一種抗應變時效E36級大厚度船板鋼的制造方法。
技術介紹
應變時效是存在于鋼材中較普遍的現象，其優點是可提高強度，缺點是會導致塑、韌性降低。船體或海洋平臺建造過程中，鋼板要經受包括冷矯、輥彎、模壓、卷邊和折邊彎等冷加工塑性變形，在冷加工過程中由于出現了應變時效會使鋼板強度上升，塑性和韌性下降。對一般的船板鋼而言，在加速時效時，每增加1%的加工硬化，鋼材的韌脆轉變溫度會升高5°C，因此船級社對應變時效性能的檢驗是船板鋼認證中不可缺少的項目。鋼的時效傾向主要是由C、N原子的擴散所致。氮在鐵素體中的溶解度在591°C時可達O. 1%左右(質量分數)，室溫時降低至10_7左右，含氮量高的鋼，由高溫快速冷卻時過剩的氮便過飽和地溶解在鐵素體中，在室溫靜置時自由氮將重新析出，導致鋼的硬度、強度升高，而韌性和塑性降低。目前，應變時效現象是國內多家船板鋼制造企業的問題，對于厚度60mm以下薄規格的鋼板，大多數廠家采用TMCP工藝交貨，由于該工藝一般采用低碳成分設計，另外，由于目前大多鋼廠采用轉爐冶煉工藝流程，均能將N含量控制到60ppm以下，這種低碳、低氮的成分體系輔以良好的控軋控冷工藝，使得60_以下的船板鋼的應變時效行為不太明顯。隨著船舶及海洋平臺用鋼厚度的增加，60mm以上的鋼板需求量越來越大，TMCP工藝已經不太適合大厚度鋼板的生產，大部分廠家采用正火工藝交貨，一般企業正火后鋼板的性能均比 較穩定，但經過應變時效后沖擊韌性會出現較大波動，這也正是困擾企業的生產大厚度船板鋼的問題。大厚度船板鋼出現明顯的應變時效現象主要原因有以下兩個方面，其一、由于采用正火交貨，一般鋼板為了保證強度大多采用中碳的成分設計，使得碳含量明顯高于TMCP交貨的鋼板，盡管N含量較低，由于C含量的升高仍然會導致較明顯的應變時效現象；其二，由于連鑄坯厚度受限，大厚度鋼板的軋制總壓縮比相對變小，一般僅為3倍左右，同時由于厚度增加，導致單道次壓下量相對減小，心部變形不夠，從而導致心部應變時效顯現更為明顯。從微觀角度分析來看，應變時效處理過程中,材料經過冷變形,使鐵素體中位錯密度增加。有研究指出，若低碳鋼經正火后位錯密度為108cm_2，經過10%以上的冷變形，平均位錯密度可增到ΙΟ'πΓ2，此時，位錯線的平均間隔是10_5cm，應變后在晶內會出現非常密集的位錯纏結，這樣碳原子就能夠以更短的路程達到位錯等晶體缺陷及應力集中處，而富集于他們周圍形成柯氏氣團，所以要使位錯繼續移動，就需要增加外力，這就使得鋼板的強度、硬度升高，沖擊韌性下降。同時在應變時效過程中并不會有新生的碳氮化物析出，也不會有碳化物的聚集長大，所以隨著時效時間的延長，強化效應不會消失。因此，為了保證鋼板在使用過程中的性能穩定性及使用安全性，有必要對鋼板的應變時效行為與其成分、工藝的關系進行深入的研究與分析，開發一種滿足E36鋼級強度并抗應變時效所致脆性的大厚度船板用鋼。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是，提出一種抗應變時效E36級大厚度船板鋼的制造方法，可以滿足E36鋼級強度并抗應變時效所致脆性。本專利技術解決以上技術問題的技術方案是 一種抗應變時效E36級大厚度船板鋼的制造方法，抗應變時效E36級大厚度船板鋼化學成分質量比為C O. 1-0. 3%, Si O. 2-1. 0%, Mn O. 3-1. 8%, P < O. 008%, S〈0. 005%,V O. 04-0. 15%, Nb O. 02-0. 08%, Ti O. 005-0. 02%, Als O. 02-0. 06%, Ni O. 2-0. 3%, CuO.1-0. 4%，余量為Fe和微量雜質； 制造方法按以下工序進行鍛造1120°C -1180°C開鍛，終鍛 880°C -920°C ； 軋制加熱溫度為1220°C _1280°C，加熱時間為2h_4h ； 粗軋:開車L 10500C -1150°C，終軋 960°C -1000°C ； 精軋開軋 9000C -1000°C，終軋 800°C -900°C ； 冷卻水冷至500°C -650°C。本專利技術的抗應變時效E36級大厚度船板鋼的各合金成分的的作用機理如下 碳(C):是保證鋼管力學性能和抗應變時效能力的必要元素，為了獲得高的強度，碳含量不能過低，碳含量低于O. 1%是淬透性和強度難以保證，高于O. 3%則會因C原子的擴散而降低抗應變時效的性能，因而碳含量要適當。硅(Si):起到脫氧和改善韌性的作用，低于O. 2%效果不明顯，高于I. 0%加工性和韌性差。錳(Mn):改善鋼的強韌性的重要元素，小于O. 3%時作用小，當含量大于I. 8%時，成本上升。磷、硫(P、S):磷在鋼中是一種易偏析元素，偏析區的淬硬性約是碳的2倍，磷還會惡化鋼的焊接性能，顯著降低鋼的低溫沖擊韌性，提高鋼的脆性轉變溫度，使鋼板發生冷脆，對于高質量的船板鋼應嚴格控制鋼中的磷含量；硫是危害船板鋼質量的主要元素之一，隨著鋼中硫含量的增加，裂紋敏感率顯著增加，硫還影響船板鋼的沖擊韌性，硫含量升高沖擊韌性值急劇下降，另外，硫還導致管線鋼各向異性，在橫向和厚度方向上韌性惡化，高鋼級船板鋼對硫含量的要求很苛刻。釩(V)、鈮(Nb)、鈦(Ti ):能有效提高鋼的強韌性，能有效的結合鋼種的自由C、N原子形成碳氮化物，從而提高抗應變時效的能力，不同的含量配合能夠獲得不同的力學性能和抗應變時效能力。酸溶鋁(Als):起到脫氧和細化晶粒的作用，提高鋼的強韌性，加入量低于O. 02%時效果不明顯，加入量大于O. 09%時，力學性能下降。鎳(Ni):可以提高鋼的韌性，由于可降低形成高溫δ鐵素體的趨勢，利于高溫軋制，且可降低冷脆轉變溫度，加入量低于O. 2%時，效果不明顯，加入量大于O. 3%時，成本增加。銅(Cu):改善鋼的強度，加入量小于O. 1%時，效果不明顯，大于O. 4%時，加工性能下降。本專利技術進一步限定的技術方案是 前述的抗應變時效E36級大厚度船板鋼的制造方法，E36級大厚度船板鋼的力學性能及抗應變時效性能屈服強度彡355MPa，抗拉強度彡490MPa，伸長率彡21%，-40°C夏比沖擊試驗沖擊功彡280J，應變時效后_40°C夏比實驗沖擊功彡200J。前述的抗應變時效E36級大厚度船板鋼的制造方法，抗應變時效E36級大厚度船板鋼化學成分質量比為c O. 12%, Si O. 25%, Mn I. 4%, P O. 007%, S O. 0024%, V O. 047%, NbO. 025%, Ti O. 007%, Als O. 0027%, Ni O. 25%, Cu O. 20%，余量為 Fe 和微量雜質； 制造方法按以下工序進行鍛造1120°C開鍛，終鍛880°C ;軋制加熱溫度為1250°C，加熱時間為3h ;粗軋開軋11001，終軋9801;精軋開軋950°C，終軋870°C ;冷卻水冷至 550 0C ο 前述的抗應變時效E36級大厚度船板鋼的制造方法，抗應變時效E36級大厚度船板鋼化學成分質量比為c O. 11%, Si O. 31%, Mn I. 48%, P O. 008%, S O. 00本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種抗應變時效E36級大厚度船板鋼的制造方法，其特征在于：所述抗應變時效E36級大厚度船板鋼化學成分質量比為：C？0.1？0.3%，Si？0.2？1.0%，Mn？0.3？1.8%，P＜0.008%，S<0.005%，V？0.04？0.15%，Nb？0.02？0.08%，Ti？0.005？0.02%，Als？0.02？0.06%，Ni？0.2？0.3%，Cu？0.1？0.4%，余量為Fe和微量雜質；制造方法按以下工序進行：鍛造：1120℃？1180℃開鍛，終鍛880℃？920℃；軋制：加熱溫度為1220℃？1280℃，加熱時間為2h？4h；粗軋：開軋1050℃？1150℃，終軋960℃？1000℃；精軋：開軋900℃？1000℃，終軋800℃？900℃；冷卻：水冷至500℃？650℃。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：崔強，車馬俊，吳年春，尹雨群，武會賓，
申請(專利權)人：南京鋼鐵股份有限公司，
類型：發明
國別省市：