[發明專利]大規格高強度船用球扁鋼及生產工藝

在審

• 申請號: 201610117043.7
• 申請日: 2016-03-02
• 公開（公告）號: CN105734432A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 魏鵬;丁光輝;侯振偉;王寶云;隋艷偉;何文;謝唐清
• 申請（專利權）人: 宿遷南鋼金鑫軋鋼有限公司
• 主分類號: C22C38/14
• 分類號: C22C38/14;C22C38/08;C22C38/12;C22C38/04;C22C38/02;C22C38/16;C22C38/18;C22C38/06;C21D8/02
• 代理公司: 宿遷市永泰睿博知識產權代理事務所(普通合伙) 32264
• 代理人: 陳臣

技術領域

本發明涉及一種船用球扁鋼，具體的涉及一種40號及以上大規格高強度E36船用球扁鋼及生產工藝，屬于冶煉技術領域。

背景技術

40號及以上大規格高強度E36船用球扁鋼用于大型船舶扶強材，可在不大幅度提高船體重量的條件下顯著提高船體剛度和低溫條件下的使用安全系數。目前國內沒有企業可以生產40號及以上大規格高強度E36球扁鋼，需求量全部依靠進口。主要是國內企業沒有掌握鋼坯化學成分合理控制及軋制工藝技術，產品不能滿足符合標準要求的強度及韌性指標。本發明填補了國內空白。

發明內容

本發明的目的在于：解決鋼坯化學成分適當的配比技術及配套的軋制工藝，以生產出大規格高強度E36球扁鋼。

本發明所述問題由以下技術方案解決：

本發明的40號及以上大規格高強度E36球扁鋼的化學成分按重量百分比為C:0.08～0.13,Si:0.10～0.40,Mn:1.15～1.75,S,P≤0.020,V:0.08～0.12,Ni:0.10～0.50,Ti:0.0l～0.03,Mg:0.001～0.01,Ca:0.001～0.01,O:0.001～0.01,N:0.016～0.025，其中Mn/C≥14.0,Ni≥0.15,(Mg+Ca)/O≥1.0，余量為Fe和不可避免的雜質。

對本發明中使用的40號及以上大規格高強度E36球扁鋼的成分組成的限定理由進行說明，以下僅用%表示組成中的質量百分比。

C是提高鋼強度的有效成分，下限規定為0.08%,碳含量過低鋼的屈服強度、抗拉強度不能滿足要求。此外，根據前期DH40摸索數據,過量的碳會生產大量碳化物，增加珠光體的數量，顯著降低鋼的低溫韌性以及提高韌脆轉變溫度，因此將C含量上限進行小幅壓縮,上限控制在0.13%。

Si作為脫氧元素而添加，也是固溶強化元素，最低添加為0.10%。Si含量大于0.40%時，促進組織粗化，低溫韌性降低，焊接性變差。本發明Si按照國家標準控制在0.10-0.40%。

Mn是保證鋼板強度的重要元素，也是增加碳當量的重要元素。當Mn含量低于1.15%時，無法滿足鋼板屈服強度和抗拉強度的下限要求，同時S化物的有害作用增強。當Mn含量高于1.75時，低溫韌性顯著降低。此外，Mn和C含量需要滿足Mn/C≥14.0，是本發明中重要控制因素，這主要基于DH40研發中的新發現:Mn/C低于14.0時，組織中會得到少量粒狀貝氏體組織，顯著降低鋼的低溫韌性。

P是鋼鐵中的有害元素,含量越少是本專利中所希望的，但在煉鋼中降低P含量需要花費較大的成本，因此含量范圍規定為0.02%以下。

S是鋼鐵中的有害元素,含量越少是本專利中所希望的，但在煉鋼中降低S含量需要花費較大的成本，因此含量范圍規定為0.02%以下。

v是一種沉淀強化效果顯著的微合金化元素，也是本發明中的重要元素。當釩含量低于0.08%時，鋼的強度偏低，無法滿足屈服強度最低要求。同時，釩的析出還能促進晶內鐵素體的形成，可在提高強度的同時提高鋼的韌性。但是，隨著釩含量的增加，析出物尺寸顯著增多，粒子增大，反而降低鋼的低溫韌性，同時促進了鋼中M-A島狀組織的形成，因此釩含量應控制在0.12%。

Ni是本發明中的重要元素，需要添加最少0.10%，出于成本考慮，上限應控制在0.50%。同時應嚴格控制Ni/Mn≥0.15，這主要是由于Mn的增加會使組織中增加粒狀貝氏體，從而使Ni帶來的韌性的提高效果消失。

Ti可以和鋼中的氮結合生成TiN顆粒，有利于抑制再加熱奧氏體晶粒的粗化，鋼中最低Ti含量應控制在0.01%。但是，過量的Ti會使得大量大顆粒Ti的氮化物存在，降低鋼的低溫韌性，因此上限規定為0.03%。

Mg,Ca是本發明中的關鍵元素，其均為鋼中強脫氧元素，會和鋼中。結合形成細小的氧化物顆粒，VN粒子在細小的MgCa氧化物上形核析出，復合粒子能較好的促進晶內鐵素體的形核，細化鐵素體晶粒尺寸，顯著的提高低溫韌性。為保證大量細小粒子的析出，Mg,Ca,O下限均控制為0.001%。但是過量的Mg,Ca和O均會使得鋼中氧化物夾雜數量增多，尺寸增大，且無法起到細化鋼中組織作用，降低鋼的低溫韌性。因此，鋼中Mg,Ca,O含量的上限均控制為0.01%。同時，(Mg+Ca)/O≥1時，鋼中形成的氧化物數量較多，尺寸較小，且能使得VN粒子大量在氧化物上復合析出，顯著的細化最終的顯微組織，提高低溫韌性。