[發明專利]一種大厚度海洋工程用390MPa級鋼板及其制造方法

有效

• 申請號: 201510868469.1
• 申請日: 2015-12-02
• 公開（公告）號: CN106811696B
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 周成;嚴玲;陳華;張鵬;黃松;王勇;海天
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C22C38/16
• 分類號: C22C38/16;C21D8/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于鋼鐵材料制備領域，尤其涉及具有低溫高沖擊韌性、大厚度尺寸和高強度的海洋工程用鋼及其制造方法。。

背景技術

隨著海洋裝備制造技術的不斷發展，對所用的鋼板需求日益提高，特別是具有高強度、高低溫韌性及大厚度尺寸的鋼板需求旺盛。按照常規生產方法制造高強韌性及大厚度鋼板，必然需要大厚度斷面的板坯為軋制條件，另外還需要對軋制后的鋼板進行調質熱處理等手段，但這必然增加生產成本和降低生產效率。

《一種F36級別80mm厚海洋工程用鋼軋制方法》(CN201210348446.4)公開的方法中，軋制前需要兩次加熱，且采用正火熱處理，生產工藝復雜。

《一種具有優異韌性390MPa級低溫船用鋼及其制造方法》(CN201210560340.0)公開的低溫船用鋼其最大成品厚度為40mm，無法滿足現代海洋工程用鋼的需求。

《一種超高強度和優異低溫韌性船用鋼及其制造方法》(JP2006283187A)公開的鋼板，產品的最大厚度為60mm，并需要進行熱處理。制造成本高，且無法滿足海洋工程用鋼對大厚度尺寸的需求。

本發明提出了具有優異低溫韌性、高屈服強度和大厚度尺寸海洋工程用鋼及其制造方法，其生產成本較低，生產效率較高，在化學成分和生產工藝上與上述專利均有很大差別，在沖擊和拉伸性能方面表現優異，金相組織為鐵素體+貝氏體。

發明內容

本發明的目的在于克服上述問題和不足而提供一種具有優異低溫韌性、高屈服強度和大厚度尺寸的海洋工程用鋼及其制造方法，該海洋工程用鋼板具有高屈服強度(≥390MPa)，優異的低溫韌性(-40℃沖擊功≥200J)和大厚度尺寸(成品厚度范圍為80～100mm)的特點。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明者們從合金元素篩選與配比、鋼質潔凈度控制、工藝優化與參數選擇、組織優化等幾個方面進行了大量而系統的試驗研究，最終確定了可滿足本發明目的合金元素配比及制造工藝。

本發明目的是這樣實現的：

一種大厚度海洋工程用390MPa級鋼板，該鋼板的成分按重量百分比計如下：C：0.06％～0.16％，Si：0.2％～0.5％，Mn：0.9％～1.6％，Cu：0.1％～0.3％，Ni：0.2％～0.5％，P：≤0.02％，S：≤0.02％，Als：0.03％～0.05％，N：0.002％～0.005％，Nb：0.02％～0.05％，Ti：0.01％～0.02％，V：0.03％～0.06％，其余為Fe和不可避免的雜質。

該鋼板中Nb、Ti和V的重量百分比之和≤0.12％。

該鋼板成品厚度范圍為80mm～100mm，在厚度方向上1/4和1/2處的屈服強度≥390MPa，抗拉強度≥510MPa，-40℃夏氏沖擊功≥200J。

以下闡述本發明的優異低溫韌性船板鋼中各合金成分作用機理，其中百分符號％代表重量百分比：

C：是保證鋼強度的必要元素，通過固溶強化和析出強化對提高鋼的強度有明顯作用，但是過高的C含量對鋼的延性、韌性和焊接性有負面影響。從經濟性和產品性能角度考慮，優選C含量控制在0.06％～0.16％。

Si：是煉鋼過程中主要的脫氧成分，為了得到充分的脫氧效果必須含0.10％以上，但若超過上限則會降低母材及焊接部位的韌性，以固溶形式存在的Si在提高強度的同時也能提高韌脆轉變溫度，因此優選Si含量為0.2％～0.5％。

Mn：是保證鋼的強度和韌性的必要元素，Mn與S結合形成MnS，避免晶界處形成FeS而導致的熱裂紋，同時Mn也是良好的脫氧劑。為了提高本發明材料的強韌性，因此優選Mn含量范圍為0.9％～1.6％。

Cu：在鋼中加入Cu，可以提高鋼的耐蝕性、強度，改善焊接性、成型性與機加工性等。與鎳同時使用，還可以避免熱脆性。Cu含量范圍為0.1％～0.3％

Ni：Ni具有固溶強化作用，能促使合金鋼形成穩定奧氏體組織，具備使Ar3點最低和碳當量或冷裂紋敏感系數Pcm的增加最小的特性，能提高鋼的強度和韌性，并改善Cu在鋼中引起的熱脆性，因此本發明Ni含量控制在0.2％～0.5％。

P：是對沖擊值帶來不利影響的元素，可以在板坯中心部位偏析以及在晶界聚集等損害低溫韌性，本發明材料控制在不高于0.02％。

S：是對沖擊值帶來不利影響的元素，可以形成硫化物夾雜，成為裂紋源，本發明材料控制在不高于0.02％。