[發(fā)明專(zhuān)利]具有超高強(qiáng)度和沖擊韌性的船板鋼及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910259321.2
• 申請(qǐng)日: 2009-12-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101705434A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉慶冬;程丙貴;劉東升
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 江蘇省沙鋼鋼鐵研究院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C22C38/50
• 分類(lèi)號(hào): C22C38/50;C21D8/02;C21D1/18;B21B37/74
• 代理公司: 北京華夏博通專(zhuān)利事務(wù)所 11264
• 代理人: 安紀(jì)平;劉洪京

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)高韌船板鋼及其生產(chǎn)工藝，具體涉及一種目標(biāo)屈服強(qiáng)度不低于620MPa，抗拉強(qiáng)度720～890MPa，基體和焊接熱影響區(qū)(HAZ)-60℃夏氏沖擊功大于41J的超高強(qiáng)度船板鋼及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和貿(mào)易的增長(zhǎng)，人們對(duì)低成本的船舶運(yùn)輸方式的需求持續(xù)增長(zhǎng)，同時(shí)各國(guó)對(duì)海洋生物和礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)和研究也越為深入，且在強(qiáng)權(quán)政治影響未消除前，各國(guó)仍在大力增強(qiáng)海軍力量。基于上述因素，船舶工業(yè)在可預(yù)期的將來(lái)將有著廣闊的發(fā)展前景。而為滿(mǎn)足船舶在各種條件下的服役性能，人們對(duì)船板鋼性能的要求也愈加苛刻。一般而言，各家船級(jí)社大多要求船板鋼要具有強(qiáng)度σ_s和σ_b的匹配及穩(wěn)定性、韌性及塑性的儲(chǔ)備足以經(jīng)受船體在正常航行或突發(fā)事故中裂紋擴(kuò)展和抗脆性斷裂，且還要求船板鋼具有良好的低溫韌性、焊接性能和耐海水腐蝕性能，以滿(mǎn)足船舶在建造中的各種冷、熱成形操作，不致形成表面損傷及產(chǎn)生微細(xì)裂紋，以及保證船舶在行駛過(guò)程中的安全性和可靠性。為此，各大船板鋼生產(chǎn)商紛紛致力于高強(qiáng)度船板鋼的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，掀起了對(duì)高級(jí)別船板鋼成分設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝的研究熱潮。

長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)外多采用微合金化成分設(shè)計(jì)和控軋控冷工藝有機(jī)結(jié)合的方法來(lái)生產(chǎn)高強(qiáng)度船用鋼板，其工藝的主要特點(diǎn)是通過(guò)優(yōu)化成分，有效合理地使用Nb、V、Ti等微合金化元素，并通控制軋制和控制冷卻，提高船板鋼強(qiáng)度和韌性。但是，對(duì)于具有一定厚度的超高強(qiáng)度船板鋼，特別是F620和F690級(jí)別的船板鋼，是難以通過(guò)微合金化和控軋控冷工藝獲得所需要的屈服強(qiáng)度和低溫韌性的。為此，業(yè)界一直致力于研究具有超高強(qiáng)度和沖擊韌性的船板鋼，但該等船板鋼的強(qiáng)度、韌性和塑性大多不能達(dá)到良好的匹配，存在如下不足地方：

(1)雖然強(qiáng)度較高，但其低溫韌性明顯偏低。如公開(kāi)號(hào)為CN1390972的發(fā)明專(zhuān)利所公開(kāi)的一種低合金超高強(qiáng)度鋼種，雖然其屈服強(qiáng)度可達(dá)到860～1200MPa，但其0℃時(shí)的沖擊功僅≥33J，遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足現(xiàn)代大型船舶的需要。

(2)雖然強(qiáng)度、韌性均滿(mǎn)足要求，但其塑性較低。如公開(kāi)號(hào)為CN101418417A的發(fā)明專(zhuān)利所公開(kāi)的一種寬厚規(guī)格高強(qiáng)度船板鋼，其拉伸強(qiáng)度雖然可達(dá)到780MPa，但其延伸率明顯不足，僅≥10％，又如公開(kāi)號(hào)為CN1888120A的發(fā)明專(zhuān)利所公開(kāi)的一種具有優(yōu)良耐蝕性和抗疲勞性的超高強(qiáng)度鋼，雖然其屈服強(qiáng)度及拉伸強(qiáng)度可分別達(dá)到880MPa和980MPa以上，但其延伸率偏低，一般均≤20％。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于提出一種具有超高強(qiáng)度和沖擊韌性的船板鋼，該船板鋼目標(biāo)屈服強(qiáng)度不低于620MPa，抗拉強(qiáng)度720～890MPa，且基體和焊接熱影響區(qū)(HAZ)-60℃夏氏沖擊功大于41J。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種具有超高強(qiáng)度和沖擊韌性的船板鋼，其特征在于，該船板鋼包含的組分及其重量百分比分別為：

C?0.03～0.05％、Si?0.20～0.30％、Mn?0.80～0.90％、Al?0.03～0.04％、Ni1.6～1.8％、Cu?1.1～1.3％、Cr?0.4～0.6％、Mo?0.4～0.6％、Nb?0.03～0.05％、Ti?0.01～0.02％、P≤0.01％、S≤0.005％以及余量的Fe和雜質(zhì)。

具體的講，所述船板鋼屈服強(qiáng)度≥620MPa，抗拉強(qiáng)度720-890MPa，基體和焊接熱影響區(qū)-60℃夏氏沖擊功＞41J。

本發(fā)明的另一目的在于提出一種制備如上所述具有超高強(qiáng)度和沖擊韌性的船板鋼的方法，該方法為：制備具有與所述船板鋼相同組分的連鑄板坯，并將該板坯經(jīng)加熱、保溫處理后進(jìn)行熱軋?zhí)幚恚堉菩纬傻匿摪褰?jīng)空冷后，再依次經(jīng)加熱淬火和回火工藝處理，形成成品船板鋼。

該方法中，是將板坯加熱至1160～1220℃，再進(jìn)行保溫處理。

所述保溫處理時(shí)間為2.0～3.0h。

所述熱軋?zhí)幚聿捎昧藘呻A段軋制工藝，其中，第一階段為粗軋階段，開(kāi)軋溫度為1100～1150℃，第二階段為精軋階段，開(kāi)軋溫度為890～910℃，且各軋制階段中的總壓下率均≥50％。

所述加熱淬火和回火工藝處理的工藝過(guò)程為：將空冷后的鋼板加熱至890～910℃，保溫0.5～1h，而后水淬冷卻至室溫，然后在650～700℃等溫回火，保溫1h。

該方法具體包含如下步驟：

根據(jù)所述船板鋼組分配制冶煉原料，并采用BOF-LF-RH-CC工藝生產(chǎn)連鑄板坯；

將上述板坯加熱至1160～1220℃，并保溫處理2.0～3.0h；