[發明專利]抗層狀撕裂性能優良的工程用鋼及其生產方法

有效

• 申請號: 200910063722.0
• 申請日: 2009-08-25
• 公開（公告）號: CN101643885A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發明（設計）人: 陳顏堂;李具中;張光新;范植金;黃成紅;朱叢茂;桂洲;羅國華;朱玉秀;付勇濤;陳煒;嚴翔
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵（集團）公司
• 主分類號: C22C38/50
• 分類號: C22C38/50;C21C7/072;C21C7/10;C21D8/02;C21D1/28;B21B37/74
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司
• 代理人: 段姣姣

技術領域

本發明涉及合金高強鋼制造領域，具體屬于用于海洋鉆井平臺、遠洋船舶、大型橋梁、高層建筑等鋼結構工程并能抗層狀撕裂的鋼種及其生產方法。

背景技術

海洋鉆井平臺、遠洋船舶、大型橋梁、高層建筑等鋼結構工程對鋼材的性能要求越來越高，不僅要求鋼材具有良好的基本力學性能，還要求具有優良的層狀抗撕裂性能，即Z向性能。一般地，采用鋼板厚度方向標準拉伸試樣的斷面收縮率Zz來衡量鋼板抗層狀撕裂性能的優劣，對于厚度大于15mm的鋼板，通常要求Zz≥15％(記為Z15)、Zz≥25％(記為Z25)、Zz≥35％(記為Z35)。鋼結構工程如果用抗撕裂性能鋼建造，可以保證工程質量，提高工程使用壽命，經濟效益和社會效益巨大。因此，本發明的目的在于提供一種具有良好抗撕裂性能鋼及其制造技術，滿足巨型船舶、海上鉆井平臺、大型橋梁、高層建筑用鋼的需求。

在本發明申請以前，中國專利申請號為200810119506.9公開了一種“控軋控冷海洋平臺用鋼及其生產方法”，其化學組分及重量百分比含量為：C?0.05～0.09％，Mn?1.20～1.60％，Si?0.20～0.50％，Nb?0.03～0.05％，Ti?0.010～0.020％，V?0.03～0.06％，S≤0.005％，Als?0.020～0.040％，P≤0.015％，余量為Fe及雜質。采用熱機械控制工藝過程(TMCP)進行生產，將按成分冶煉好的鋼水澆鑄成220～250mm厚板坯；將坯料裝入板坯加熱爐加熱，出爐進行軋制。粗軋開軋溫度在1060～1160℃；精軋開軋溫度在840～940℃；終軋溫度在780～820℃；軋制鋼板厚度10～60mm。開始冷卻溫度在760～810℃；終止冷卻溫度在550～650℃；冷卻速率在10～17℃/s。其不足在于：采用TMCP工藝生產的鋼板微觀組織結構不均勻，帶狀組織嚴重，雖然可應用于海洋平臺鋼結構建造，但不是一種理想的抗層狀撕裂鋼，因為其Zz≥35％，僅滿足基本技術要求，富裕量較小，在施工中仍會發生層狀撕裂的問題。另一項中國專利申請號為94115981.7的文獻，其公開了一種“適于高溫多濕環境的耐海水腐蝕鋼及其制造方法”，通過鑄造、熱軋后以3～20℃/sec的冷速加速冷卻，在400℃～600℃溫度范圍停止加速冷卻，然后空冷。其不足在于：微合金化元素太多，包括難于控制的元素N、REM等，冶煉過程中不易操作，難于控制其成分精度，增加了生產難度，提高了成本，并且成形過程中采用軋后控制冷速冷卻工藝，降低了設備利用率和生產效率，難于在實際生產過程中推廣應用。中國專利申請號為200610024963.0公開了“一種抗海水和潮濕環境腐蝕鋼”，其化學成分為：C：0.06％～0.09％，Si：0.20％～0.50％，Mn：0.30％～0.40％，Cr：1.00％～1.20％，Al：0.40％～0.60％，Mo：0.25％～0.35％，P≤0.015％，S≤0.010％，Cu≤0.15％，Ni≤0.20％，Ti≤0.020％，Sn≤0.020％，As≤0.020％，Pb≤0.0025％，Bi≤0.010％，Sb≤0.004％，[N]≤0.030％，[0]≤0.0025％，[H]≤0.00015％，余為Fe和不可避免的雜質。類似的，另一項中國專利申請200610024179.X公開了“一種耐海水腐蝕鋼及其生產方法”，該兩項耐海水腐蝕鋼專利技術的化學成分十分復雜，而且對難于控制的合金元素提出了精度要求，顯著增加了生產難度和成本。鋼中價格昂貴的合金元素Mo含量較高，是一種不經濟的鋼種，且鋼中Al含量很高，給生產該鋼種帶來很大困難，尤其是在澆鑄過程中，形成的含Al氧化物及氮化物容易堵塞澆鑄水口，造成生產事故。

發明內容

本發明的目的在于克服現有專利技術及服役的同類鋼板的不足，提供一種具有優異抗層狀撕裂性能，并依據本申請所述的生產方法使鋼的抗拉強度≥520MPa，厚度方向拉伸斷面收縮率Zz≥55％、組分及工藝簡單，成本較低的能抗層狀撕裂的工程用鋼及其生產方法

實現上述目的的技術措施：

抗層狀撕裂性能優良的工程用鋼，其化學成分按重量百分比為：C：0.24～0.35％，Si：0.66％～0.85％，Mn：0.30％～1.50％，P≤0.015％，S≤0.008％，Cr：0.15％～0.85％，Ni：0.10％～0.55％，Zr：0.005～0.055％，余Fe和不可避免的雜質，且化學成分滿足以下關系式：

(1)：C+Cr≤2Mn+Ni≤3.50％

(2)：C+S≤Zr+Cr≤0.85％。