[發(fā)明專利]一種大厚度齒條鋼板及其生產方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610026452.6
• 申請日: 2016-01-16
• 公開（公告）號: CN105648324B
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發(fā)明（設計）人: 吳濤;趙文忠;韋明;葉建軍;龐輝勇;王九清;羅應明;肖春江;車金鋒
• 申請（專利權）人: 舞陽鋼鐵有限責任公司
• 主分類號: C22C38/08
• 分類號: C22C38/08;C22C38/04;C22C38/02;C22C38/18;C22C38/12;C22C38/16;C22C38/06;C21D8/02;C21D1/18
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司13108
• 代理人: 趙紅強

技術領域

本發(fā)明涉及一種高強鋼板及其生產方法，尤其是一種自升式海洋平臺樁腿用大厚度齒條鋼板及其生產方法。

背景技術

隨著我國海洋開發(fā)的不斷發(fā)展，近海石油的開采逐步向深海區(qū)域發(fā)展，尤其是在國家發(fā)展海洋戰(zhàn)略的背景下，海洋平臺的建造迎來了一個新的高速發(fā)展時期。自升式海洋平臺具有建造周期短、造價低、應用廣等特點，整個平臺重量靠深埋在海底的樁腿支撐，平臺升降是用齒條與齒輪的嚙合轉動進行，因此所制造齒條的鋼板要求高強度、高韌性、大厚度，技術含量高，生產難度大。

目前常用厚度規(guī)格齒條鋼板有114.3mm、127mm、152.4mm、177.8mm等，沖擊韌性滿足實驗溫度一般為-40℃。隨著平臺工作水域的不斷加深，齒條鋼板規(guī)格將向著更厚，沖擊實驗溫度更低（-60℃）的方向發(fā)展，厚度規(guī)格大于200mm同時要求板厚1/2處-60℃沖擊韌性的齒條鋼板將得到越來越多的應用。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種強韌性匹配良好的大厚度齒條鋼板；本發(fā)明還提供了一種大厚度齒條鋼板的生產方法。

為解決上述技術問題，本發(fā)明化學成分的質量百分含量為：C 0.09%～0.13%、Si 0.20%～0.40%、Mn 1.0%～1.2%、P≤0.010%、S≤0.003%、Ni 3.3%～3.6%、Cr 0.80%～1.0%、Mo 0.70%～0.80%、Cu 0.20%～0.30%、Nb 0.010%～0.030%、V 0.02%～0.05%、TAl 0.060%～0.080%，B 0.001%～0.002%，余量為Fe和不可避免的雜質。

本發(fā)明所述鋼板的最大厚度為210mm。

本發(fā)明鋼板采用的化學成分設計原理為：以適量的碳、錳固溶強化；加入少量的Nb、V細化晶粒，其碳氮化物起到彌散強化作用；加入Mo、Ni與Cr提高鋼板低溫韌性與一定的淬透性。其中，各組分及含量在本發(fā)明中的作用如下所述：

C：對鋼的屈服、抗拉強度、焊接性能產生顯著影響，碳通過間隙固溶可顯著提高鋼板強度；但碳含量過高時會影響鋼的焊接性能及韌性。

Si：在煉鋼過程中作為還原劑和脫氧劑，同時Si能起到固溶強化作用；但含量超過0.5%時，會造成鋼的韌性下降，降低鋼的焊接性能。

Mn：能增加鋼的韌性、強度和硬度，提高鋼的淬透性，改善鋼的熱加工性能，且價格低廉，可降低鋼板的生產成本；但錳含量過高時加熱存在晶粒粗大的風險，降低焊接性能。

P和S：在一般情況下都是鋼中的有害元素，會增加鋼的脆性，P使鋼的焊接性能變壞，降低塑性，使冷彎性能變壞；S降低鋼的延展性和韌性，在軋制時會造成裂紋；因此應盡量減少P和S在鋼中的含量。

Cr：Cr含量對鋼板的強度、塑性和低溫沖擊韌性均有較大影響；這是由于Cr既能固溶于鐵素體和奧氏體中，又能與鋼中的C形成多種碳化物。Cr固溶于奧氏體時，可提高鋼的淬透性，當Cr與C形成復雜碳化物，并在鋼中彌散析出時，可起到彌散強化作用；由于Cr 提高淬透性和固溶強化的作用，能提高鋼在熱處理狀態(tài)下的強度和硬度，因而廣泛應用于低合金結構鋼中；但是Cr在鋼中起到強化作用的同時亦使塑性有所降低，并增加回火脆性；因此可根據對強韌性的要求，確定合適的Cr含量。

Ni：對鋼板的強度和塑性均略有提高，但低溫沖擊韌性提高幅度較大；這是由于Ni在鋼中只形成固溶體，而且固溶強化作用不明顯，而主要是通過在塑性變形時增加晶格滑移面來提高材料塑性；Ni還可提高合金鋼的淬透性，并能改善鋼在低溫下的韌性，使韌脆轉變溫度下降；由于鋼板厚度規(guī)格較厚，為保證-60℃沖擊韌性，Ni的含量3.3%~3.6%為宜。

Mo：對鋼板強度、塑性和低溫沖擊韌性均有較大提高；這是由于Mo固溶于鐵素體和奧氏體時，可使鋼的C曲線右移，從而顯著提高鋼的淬透性；而且Mo能顯著提高鋼的再結晶溫度，提高回火穩(wěn)定性，調質后可獲得細晶粒的索氏體，使強韌性得到改善，當形成Mo的碳化物時，可起到彌散強化作用；因此隨Mo含量增加，強韌性得到提高。

Nb：Nb的加入是為了促進鋼軋制態(tài)顯微組織的晶粒細化，同時可提高強度和韌性；鈮可在控軋過程中通過抑制奧氏體再結晶有效地細化顯微組織，并析出強化基體；Nb可降低鋼的過熱敏感性及回火脆性，焊接過程中，鈮原子的偏聚及析出可以阻礙加熱時奧氏體晶粒的粗化，并保證焊接后得到比較細小的熱影響區(qū)組織，改善焊接性能。

V：鋼的優(yōu)良脫氧劑；鋼中加釩可細化組織晶粒，提高強度和韌性；釩與碳形成的碳化物，起到析出強化作用。