[發(fā)明專利]一種含Mg的TMCP型E460超高強船體結(jié)構(gòu)用鋼板及其生產(chǎn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210000884.1
• 申請日: 2012-01-04
• 公開（公告）號: CN102534371A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周平;武會賓;麻衡;唐荻;任繼銀;陳愛嬌;王騰飛
• 申請（專利權(quán)）人: 萊蕪鋼鐵集團有限公司
• 主分類號: C22C38/14
• 分類號: C22C38/14;C21D8/02
• 代理公司: 濟南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 呂利敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于低合金高強度鋼生產(chǎn)領(lǐng)域，特別涉及一種含Mg的TMCP型E460超高強船體結(jié)構(gòu)用鋼板及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

隨著船舶向大型化、輕型化方向的發(fā)展，以及造船技術(shù)的進步，造船工業(yè)對高品質(zhì)船體結(jié)構(gòu)用鋼存在著潛在巨大需求，同時船體結(jié)構(gòu)用鋼的生產(chǎn)現(xiàn)狀與這一需求趨勢相比而顯現(xiàn)出諸多差距。

從船體結(jié)構(gòu)用鋼品種的生產(chǎn)情況看，目前國內(nèi)船用鋼板常用規(guī)格為10-32mm×1400-3500mm×6000-12000mm。60％以上的品種為A、B普通強度級，高強度鋼從AH32到FH40都有應(yīng)用，但比例最大的仍是較低級別的船板。對于一些寬薄規(guī)格的鋼板，如厚6-10mm寬3000mm以上，8～12mm的寬薄板、特厚船板(65～90mm板)主要靠進口解決。E級、F級超高強度船板也有缺口。

F420及其以下強度級別的船板鋼基本為鐵素體+珠光體組織，這種組織在一定的冷卻范圍內(nèi)強度可以得到提高，韌性得到改善，但提高和改善是有限度的。因此，開發(fā)其它組織類型的鋼，是獲得綜合力學(xué)性能良好鋼的重要途徑。近年來國內(nèi)外研究成果表明，高碳貝氏體盡管具有較高的強度，但其沖擊韌性與焊接性能較差。隨著冶煉技術(shù)的不斷發(fā)展，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)的微碳低合金鋼不但具有較高的強度，同時又具有較低的沖擊轉(zhuǎn)變溫度、優(yōu)良的焊接性能，而且這些優(yōu)良的綜合機械性能在控軋控冷狀態(tài)下即可獲得。

針狀鐵素體獨特的顯微組織特征也決定了它具有不同于普通微觀組織的性能。大多數(shù)的關(guān)于低碳鋼的研究認為影響性能的主要因素是有效晶粒尺寸。針狀鐵素體的有效晶粒尺寸即其針狀板條。針狀鐵素體組織中彼此咬合的細小針狀片條束、高密度位錯和彌散析出相等微觀結(jié)構(gòu)特征對提高材料的強韌性具有重要作用。在針狀鐵素體中，裂紋擴展必定強烈地受到彼此咬合、互相交錯分布的細小的針狀鐵素體條束的阻礙，從而有效地提高了其強韌性。同時細小的M/A島和彌散分布的碳氮化物，不足以構(gòu)成裂紋臨界尺寸，不易激發(fā)裂紋。研究表明，裂紋遇到M/A島和碳氮化物析出物常常發(fā)生轉(zhuǎn)折，表現(xiàn)出對裂紋的強烈阻滯作用，并且M/A島中的殘余奧氏體是一種有利的韌性相，可降低裂紋尖端應(yīng)力，消耗部分擴展功。因而，針狀鐵素體組織具有優(yōu)良的強韌性，是開發(fā)高強度船體結(jié)構(gòu)用鋼的理想組織。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種基于Nb、Ti、Ni及Mg微合金成分設(shè)計并通過TMCP工藝生產(chǎn)高強度船板鋼及其生產(chǎn)方法，以解決鐵素體+珠光體組織的船板鋼生產(chǎn)工藝復(fù)雜，強韌性能不足的問題。

一種含Mg的E460超高強船體結(jié)構(gòu)用鋼板，其化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：

C：0.05-0.08％；Si：0.1-0.35％；Mn：1.6-1.9％；P：＜0.01，S：＜0.003％，Nb：0.02-0.05％；Ti：0.008-0.013％；Als：0.01-0.03％；Mg：0.008-0.015％，Ni：0.2-0.6％，Mo：0.1-0.3％，余量為Fe和微量雜質(zhì)。鋼中氣體元素的含量上限控制在，O＜0.0012％，N＜0.0045％，H＜0.00015％為宜。

優(yōu)選的，含Mg的E460超高強船體結(jié)構(gòu)用鋼板，其化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：

C：0.05-0.06％；Si：0.25-0.35％；Mn：1.6-1.7％；P：＜0.01％，S：＜0.003％，Nb：0.025-0.035％；Ti：0.010-0.015％；Als：0.02-0.03％；Mg：0.010-0.015％，Ni：0.25-0.35％，Mo：0.15-0.25％，余量為Fe和微量雜質(zhì)。鋼中氣體元素的含量上限控制在，O＜0.006％，N＜0.0045％，H＜0.00015％為宜。

基于Nb、Ti、Ni及Mg微合金成分設(shè)計，本發(fā)明利用Nb、Ti復(fù)合添加一方面可以在加熱過程中確保鑄坯晶粒尺寸的穩(wěn)定細小，另一方面，可以確保在后續(xù)軋制過程中Nb、Ti元素的復(fù)合析出確保鋼板的強度，而添加一定量的Ni有助于鋼板的低溫韌性提升，Mg的加入可為鋼在變形過程中誘導(dǎo)針狀鐵素體形核起到積極作用，從而細化晶粒，該作用也為鋼種滿足大線能量焊接提供支撐。

本發(fā)明提供的具體工藝措施如下：

一種含Mg的TMCP型E460超高強船體結(jié)構(gòu)用鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于，冶煉工藝方面，采用轉(zhuǎn)爐煉鋼，頂?shù)讖?fù)合吹煉深脫碳，采用RH真空處理進一步脫碳，并進行合金化。

一種含Mg的TMCP型E460超高強船體結(jié)構(gòu)用鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于，采用連鑄板坯TMCP進行生產(chǎn)，工藝步驟為：