[發(fā)明專利]一種E40高強度船板鋼及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310083442.2
• 申請日: 2013-03-16
• 公開（公告）號: CN103205640B
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李亮;朱書成;許少普;李忠波;楊陽;王新;唐鄭磊;康文舉
• 申請（專利權(quán)）人: 南陽漢冶特鋼有限公司
• 主分類號: C22C38/14
• 分類號: C22C38/14;C21D8/02
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務(wù)所(普通合伙)41117
• 代理人: 季發(fā)軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種船板鋼及其制備方法，特別涉及一種E40高強度船板鋼及制備方法。

背景技術(shù)

造船工業(yè)是我國國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)之一，近年來發(fā)展迅速，為船體結(jié)構(gòu)鋼的應(yīng)用提供了廣闊的應(yīng)用前景，造船用鋼板是船舶制造的主要原料，在船體重量中，鋼材占90％，其中板材占鋼材的70％～80％。船用鋼材主要用于船體的甲板、外板、底板、艙體結(jié)構(gòu)等。隨著世界經(jīng)濟的高速發(fā)展，向大型化、高新技術(shù)化方向發(fā)展仍是船舶制造業(yè)的努力方向，但造船業(yè)感到普通強度船體鋼強度不足以滿足其發(fā)展的需求，所以對船體用鋼特別是特厚高強度船用鋼提出更多品種和更高質(zhì)量的要求，希望大幅度增加低合金高強度鋼的比例，特厚高強度船板鋼在造船業(yè)中的應(yīng)用比例不斷的加大。

傳統(tǒng)鐵索體+珠光體組織的鋼盡管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。回火馬氏體鋼一般合金元素的加入量較大、生產(chǎn)周期長，工藝復雜，需要投入較多專用設(shè)備，生產(chǎn)過程的能耗及成本高，在保證板形及表面質(zhì)量方面需要許多的投入。HSLA-100鋼主要強調(diào)析出強化對強度增加的影響，對重要的合金元素添加較多，而對組織的研究相對較少。

國內(nèi)現(xiàn)有船板鋼生產(chǎn)專利技術(shù)的不足之處為：強度低，多為鐵素體+珠光體組織，并目在對提高鋼耐海水腐蝕性能的合金元素選取和添加量方面考慮較少。如:“寬厚規(guī)格高強度船板鋼及其生產(chǎn)工藝”(CN 101418417A),“控制控冷海洋平臺用鋼及其生產(chǎn)方法”(CN101358320A)。

因此，開發(fā)其它組織類型的船板鋼，并充分考慮合金元素對鋼材焊接性能的作用，是獲得綜合性能良好的船板鋼的新途徑。

目前，對高強度船板鋼生產(chǎn)方式諸多，但是大多數(shù)鋼鐵企業(yè)多是采用微合金化輔以TMCP工藝進行薄規(guī)格高強度船板鋼的生產(chǎn)，從而滿足各船級社標準和用戶的要求，特厚規(guī)格尤其60mm以上控軋軋制工藝的較少，由于船板鋼的各種性能指標要求嚴格尤其是特厚高強度船板鋼，這就對化學成分的設(shè)計和生產(chǎn)工藝的制定帶來了相當大的難度，需要經(jīng)過多次試制才能確定出合理的生產(chǎn)方案，這就對鋼鐵企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整及產(chǎn)品系列升級帶來了極大的困難。特厚高強度船板鋼的生產(chǎn)因其厚度尺寸大，寬度較大，生產(chǎn)中很容易產(chǎn)生一些缺陷，諸如連鑄坯成分偏析，軋制變形不均勻，組織不均勻，尤其在厚度方向上組織均勻性控制難度更大，這就造成鋼板表面和心部性能不一致、強度和韌性不理想。特厚船板鋼在生產(chǎn)過程中由于連鑄坯規(guī)格大，在軋制過程中產(chǎn)生的缺陷就嚴重影響鋼的強度和韌性，從而造成產(chǎn)品質(zhì)量標準波動大、成材率低，對企業(yè)經(jīng)濟效益形成不良影響。故對于控軋型特厚高強度船板鋼合理的化學成分設(shè)計，操作簡單的工藝，合理的控制軋制是解決特厚高強度船板鋼生產(chǎn)難題的方法之一。

高等級船板鋼使用量大、面廣，不但要求鋼板具有較高的強度和塑性，還要求鋼板具有較低的屈強比、較高的低溫韌性、良好的抗層狀撕裂性能和焊接性能。一般高等級船板鋼是通過熱軋而成，但是特厚鋼板在熱軋過程中會生產(chǎn)一些缺陷，比如產(chǎn)生珠光體條帶、在厚度方向上易產(chǎn)生組織不均勻、因冷卻速度內(nèi)外不一致、軋制過程中的變形不均勻以及連鑄坯成分偏析等原因，析出的先共析鐵素體將長大，甚至生成魏氏體組織。在一些特厚鋼板厚度中心組織分析時，發(fā)現(xiàn)組織中碳、錳中心偏析較為嚴重，導致船板鋼組織中存在粒狀貝氏體偏析帶，這些特厚板在軋制過程中產(chǎn)生的缺陷嚴重影響鋼的強度和韌性，會造成產(chǎn)品合格品率低，產(chǎn)品質(zhì)量波動大，生產(chǎn)效率不高，難以保證大型特厚板的質(zhì)量要求，嚴重制約產(chǎn)品的競爭力。

對于寬厚高強船板的生產(chǎn)，普遍工藝是采用添加微合金元索配合控軋控冷等手段來實現(xiàn)，以滿足強度和低溫韌性的要求。但仍存在諸多問題，Cu、Nh等合金元素價格昂貴使得生產(chǎn)成本大大提高，鑄坯厚度較大給連鑄均勻性帶來困難;寬厚軋件變形抗力較大，對軋機設(shè)備要求苛刻，控冷過程中溫度梯度引起組織不均，沿厚度方一向上性能不一，心部低溫沖擊韌性不足，板型尺寸控制等。

船板鋼E40要求有較高的強度、硬度、韌性，用于大型船體結(jié)構(gòu)件等重要部位；由于此鋼板對強度、韌性要求較高，因此在成分設(shè)計中添加有大量的Nb、V、Ti、Ni等合金，容易發(fā)生中心偏析、疏松及夾雜物等嚴重缺陷，且受高強度、高韌性等因素限制，該鋼板對軋鋼、熱處理工藝要求極為嚴格。

發(fā)明內(nèi)容