[發(fā)明專利]高純凈高低溫韌性F級大厚度易焊接鋼板及其生產(chǎn)方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410352248.4
• 申請日: 2014-07-23
• 公開（公告）號: CN104120349A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張朋;李建立;桑德廣;張亞麗;韋明;葉建軍;宋向前;莫德敏;陳起
• 申請（專利權(quán)）人: 舞陽鋼鐵有限責任公司
• 主分類號: C22C38/14
• 分類號: C22C38/14;C22C38/12;C21D8/02;C22B9/18
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務(wù)所有限公司 13108
• 代理人: 趙紅強

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種F級超厚高強鋼，尤其是一種高純凈高低溫韌性F級大厚度易焊接鋼板及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

隨著我國海洋工程的迅猛發(fā)展，對鋼材的要求也越來越高：一是高強度化，二是高韌性化，三是良好的焊接性能。為了滿足國內(nèi)日益增長的海洋工程用鋼的需求，就需要不斷開發(fā)出滿足市場需求的海洋工程用鋼，其中，F(xiàn)級超厚高強鋼是急需開發(fā)的高強高韌超厚鋼板之一。

F級特厚海洋工程用鋼板對金屬材料質(zhì)量和性能要求較高，特別是鋼材的低溫韌性、焊接性能及Z向性能等提出了更高的要求，已超出現(xiàn)有海洋工程用鋼板范圍，同時其厚度要求也越來越高，最大厚度已經(jīng)接近500mm，在這種厚度規(guī)格下，普通冶煉澆鑄手段無法滿足需要，尤其是在內(nèi)部質(zhì)量上達不到要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種具有良好綜合性能的高純凈高低溫韌性F級大厚度易焊接鋼板；本發(fā)明還提供了一種高純凈高低溫韌性F級大厚度易焊接鋼板的生產(chǎn)方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：其由以下質(zhì)量百分比的組分組成：C?0.10%～0.20%，Si?0.15%～0.55%，Mn?0.90%～1.80%，P≤0.03%，S≤0.03%，Nb?0.020%～0.040%，Al?0.010%～0.080%，V?0.035%～0.085%，Ti≤0.020%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

本發(fā)明所述鋼板的最大厚度為500mm。

本發(fā)明中各合金元素的功用為：

C：碳的作用主要是通過固溶強化來提高鋼的強度和韌性，與其他元素形成碳化物可起到析出強化的作用，因此將下限定為0.10%。但C含碳量過高又會影響鋼的焊接性能及韌性，因此將碳含量上限定為0.20%。

Si：硅在煉鋼中主要作為脫氧元素和強化元素添加，但硅超過一定量時，會導(dǎo)致焊接熱影響區(qū)的韌性顯著降低，故設(shè)定硅含量為0.15%～0.55%。

Mn：錳在鋼中通過固溶強化等，能夠顯著提高鋼的強度，且其成本低廉，在鋼中添加一定量的錳經(jīng)濟而且實惠，因此將0.9%作為下限；錳量過高，容易在大鋼錠中心產(chǎn)生偏析，且使鋼的共析點碳含量降低，從而增加組織中珠光體的含量，對韌性不利，故設(shè)定其上限為1.80%。

P：是雜質(zhì)元素，在一般情況下，磷在鋼中起到有害作用，不但使鋼的脆性惡化，還不利于鋼的焊接，因此將0.03%作為上限；

S：在一般情況下，硫是鋼中有害元素，應(yīng)盡量減少硫在鋼中的含量，為了確保鋼板在焊接時的力學性能，設(shè)定S≤0.03%。

Al：鋁一般作為脫氧劑加入鋼中。鋁也能起到一定的晶粒細化作用，Al超過0.1%時氧化鋁系的粗大氧化物及其簇群生成，母材和HAZ的韌性遭到破壞，因此Al的含量設(shè)定為0.010%～0.080%。

Nb：含量為0.020～0.040%，鈮在鋼中以置換原子存在，對位錯攀移有強烈的拖曳作用，因而對再結(jié)晶有強烈的阻止作用。加熱固溶Nb阻止奧氏體晶粒長大，冷卻時高溫析出Nb的C、N化物；鈮可降低鋼的過熱敏感性及回火脆性。

V：含量為0.035%～0.085%。釩的作用是通過形成化合物影響鋼的組織和性能，主要在奧氏體晶界析出，在軋制過程中抑制奧氏體的再結(jié)晶和晶粒長大，從而細化組織晶粒。經(jīng)過II型控軋后，?V的C、N化物析出，強烈提高鋼板得強度。

本發(fā)明生產(chǎn)方法包括冶煉、連鑄、電渣重熔、加熱、軋制、軋后水冷、熱堆垛和熱處理工序；所述冶煉工序中鋼水成分的重量百分比為：C?0.10%～0.20%，Si?0.15%～0.55%，Mn?0.90%～1.80%，P≤0.03%，S≤0.03%，Nb?0.020%～0.040%，Al?0.010%～0.080%，?V?0.035%～0.085%，Ti≤0.020%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

本發(fā)明生產(chǎn)方法所述各工序的工藝為：（1）冶煉工序：所述鋼水先經(jīng)電爐或轉(zhuǎn)爐冶煉，然后送入LF爐精煉，最后轉(zhuǎn)入VD爐真空脫氣處理，VD前加入CaSi塊或Fe-Ca線；

（2）連鑄工序：采用低碳保護渣，鑄坯下線堆垛24小時及以上，帶溫清理、轉(zhuǎn)電渣重熔爐制坯；

（3）電渣重熔工序：電渣爐采用厚度分別為640mm、760mm、960mm三種規(guī)格的結(jié)晶器，電渣錠帶溫清理，清理溫度＞100℃，清理后若不能及時裝爐，應(yīng)堆垛緩冷；

（4）加熱工序：最高加熱溫度為1260℃，均熱溫度為1100～1220℃，總加熱時間為20～30h，均熱時間≥4h；