[發(fā)明專利]一種高強(qiáng)高韌船體用鋼板的制備工藝

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210434227.8
• 申請(qǐng)日: 2012-11-02
• 公開（公告）號(hào): CN103789694A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 談祁祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 無錫市金蕩機(jī)械廠
• 主分類號(hào): C22C38/58
• 分類號(hào): C22C38/58;C21D8/02
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 楊小雙

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋼鐵冶金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高強(qiáng)高韌船體用鋼板的制備工藝。

背景技術(shù)

船舶向大型化、高速化方向發(fā)展的趨勢，使得造船用鋼必須具備高強(qiáng)度、高韌性、厚規(guī)格、耐海水腐蝕性、易可焊接和良好成型性能等特點(diǎn)。生產(chǎn)出滿足(特)厚規(guī)格，同時(shí)又能保證強(qiáng)度、塑性的指標(biāo)、良好的低溫韌性及焊接性的造船用鋼，將為造船行業(yè)的飛速發(fā)展提供有力的技術(shù)保障和動(dòng)力支持。

目前，在船板鋼的生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用了控軋控冷技術(shù)。通過合理設(shè)計(jì)合金元素含量和控軋控冷參數(shù)，如終軋溫度、終冷溫度和冷卻速率等實(shí)現(xiàn)相變強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化和亞晶強(qiáng)化等強(qiáng)化機(jī)制，補(bǔ)償由于降碳帶來的固溶強(qiáng)化損失，來提高強(qiáng)度和韌性。控軋控冷技術(shù)的應(yīng)用使船板鋼生產(chǎn)成本大大降低，但對(duì)于比較厚的船板，采用控軋控冷工藝得到的產(chǎn)品組織通常不均勻，影響材料的使用。

軋制后的熱處理制度對(duì)低碳貝氏體鋼的顯微組織及析出行為具有顯著影響，而組織類型、各種組織所占比例、組織細(xì)化程度和第二相粒子的析出行為等共同決定了低碳貝氏體鋼的最終力學(xué)性能，因而熱處理制度是進(jìn)一步提高該類鋼綜合力學(xué)性能的關(guān)鍵因素之一，目前，對(duì)于屈服強(qiáng)度大于500MPa的高強(qiáng)度級(jí)別船板鋼，國外的一些船級(jí)社規(guī)范中也明確要求采用QT狀態(tài)交貨。采用合理的熱處理制度對(duì)于充分發(fā)揮低碳貝氏體鋼的潛力具有十分重要的意義。采用控軋控冷技術(shù)+后續(xù)熱處理工序(TMCP+QT)可使鋼鐵材料獲得最佳的綜合性能，是生產(chǎn)高強(qiáng)度(特)厚船板一個(gè)有效途徑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種高強(qiáng)高韌船體用鋼板的制備工藝，該船體用鋼板不但強(qiáng)韌性能好，而且具備良好的綜合性能。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種高強(qiáng)高韌船體用鋼板的制備工藝，該船體用鋼板的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成：C?0.12-0.16％，Si?0.6-0.8％，Mn?1.6-1.8％，Als?0.02-0.04％，V?0.2-0.4％，Ti?0.03-0.05％，Cr?1.1-1.3％，Mo?0.6-0.8％，Ni?1.6-1.8％，Cu?0.05-0.15％，B?0.001-0.002％，P＜0.010％，S＜0.005％，O＜0.0012％，N＜0.0045％，H＜0.00015％，其余為Fe和不可避免雜質(zhì)；所述制備方法包括如下步驟：

1）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(jìn)一步脫碳，并進(jìn)行合金化；

2）再加熱，溫度為1200-1220℃，保溫時(shí)間為2-4小時(shí)；

3）控制軋制，粗軋工序中，開軋溫度為1160-1180℃，粗軋終軋溫度≥970℃；精軋開軋溫度870-880℃，精軋終軋溫度760-770℃；

4）控制冷卻，冷速20-24℃/s；

5）熱處理，淬火加熱溫度為930-950℃，水淬，回火加熱溫度為430-450℃，保溫時(shí)間為3-4小時(shí)。

本發(fā)明主要成分的作用如下：

碳：碳是較強(qiáng)的固溶強(qiáng)化元素，能顯著提高鋼板強(qiáng)度，但為了使鋼板具有良好的焊接性能、較好的低溫沖擊韌性，在保證形成足夠的NbC、TiC等高熔點(diǎn)的碳化物的情況下，不再用碳控制本發(fā)明的鋼的強(qiáng)度。

錳：弱碳化物形成元素，它在冶煉中的作用是脫氧和消除硫的影響，還可以降低奧氏體轉(zhuǎn)變溫度，細(xì)化鐵素體晶粒，對(duì)提高鋼板強(qiáng)度和韌性有益。

鋁：在鋼中和其它元素形成細(xì)小彌散分布的難熔化合物，故能細(xì)化鋼的晶粒，提高鋼的晶粒粗化溫度，主要是AlN的影響。

鉬：存在于鋼的固溶體和碳化物中，有固溶強(qiáng)化作用，并可提高鋼的淬透性。鉬減緩C化物在奧氏體中的溶解速度，對(duì)鋼由奧氏體分解為珠光體的轉(zhuǎn)變有強(qiáng)烈的抑制作用。

銅：適量的銅可以提高鋼的耐蝕性、強(qiáng)度，改善焊接、成型性與機(jī)加工性能等。

硼：強(qiáng)烈提高淬透性的元素。在得到相同淬透性的情況下，添加B要比添加其他合金元素更有利于鋼的焊接性。加入微量B可明顯抑制鐵素體在奧氏體晶界上的形核，使鐵素體轉(zhuǎn)變曲線明顯右移，同時(shí)使貝氏體轉(zhuǎn)變曲線變得扁平，從而在低碳的情況下，能在較寬冷卻速度范圍內(nèi)得到貝氏體組織。

鉻：主要用于提高鋼的強(qiáng)度和淬透性。

鎳：能韌化基體，特別是提高鋼的低溫韌性，隨著鋼中鎳含量的增加，韌脆轉(zhuǎn)變溫度顯著降低，低溫韌性得到明顯提高。

鈦：一種重要的微合金元素，可形成細(xì)小的鈦的碳、氮化物顆粒，在板坯再加熱過程中可通過阻止奧氏體晶粒的粗化從而得到較為細(xì)小的奧氏體顯微組織。另外，鈦的氮化物顆粒的存在可抑制焊接熱影響區(qū)的晶粒粗化。