[發明專利]一種低壓縮比特厚EH36船板鋼及其制備方法

有效

• 申請號: 201610374133.4
• 申請日: 2016-05-31
• 公開（公告）號: CN105803175B
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 劉朝霞;李經濤;吳小林;劉俊;趙孚;錢剛
• 申請（專利權）人: 江陰興澄特種鋼鐵有限公司
• 主分類號: C21D8/02
• 分類號: C21D8/02;C21D1/28;C21D1/18
• 代理公司: 江陰市同盛專利事務所(普通合伙)32210
• 代理人: 孫燕波

技術領域

本發明屬于鋼鐵冶金領域，具體涉及一種低壓縮比厚度為100～150mm的EH36船板鋼及其生產方法。

背景技術

船板鋼是國民經濟發展所依賴的重要鋼鐵材料，目前，船板鋼出現如下發展趨勢，鋼板規格尺寸向特厚方向發展，強度向高強度、高韌性發展，尺寸精度要求提高，品種向多樣化發展。

目前，通用的九國船級社規范中僅有挪威船級社（DNV）規范與GB 712-2011《船舶及海洋工程用鋼》對150mm厚的船板做了規定，其余僅對100mm及以下的船板作了相應的規定。GB 712-2011或規范中EH36鋼級的成分范圍適用鋼板厚度范圍為0-150mm，成分跨度太大，即使將成分全部調制標準上限，隨著厚度的增加，強度也不可避免會下降。

另外，強度越高，韌性越難以控制。鋼板越厚，強韌性特別是厚度1/2處的沖擊韌性值波動的幾率就越高。就目前生產技術能力，生產100-150mm的船板采用TMCP軋制是沒有辦法獲得厚度方向上性能均勻的鋼板，即使勉強制得，產品的性能也難以穩定保障。目前，少數幾個鋼廠是利用370-400mm的連鑄坯或鋼錠通過正火生產100-150mm EH36鋼板。而采用鋼錠的生產方式又存在成材率低，生產效率低，成本高的缺陷，一般不作為100-150mm這種特厚板EH36鋼板的首選生產方式。

GB 712-2011或船規要求厚度在50mm以上的EH36鋼其-40℃縱向沖擊韌性值（Akv）≥50J。Akv值對材料內部結構缺陷、顯微組織的變化很敏感。如夾雜物、偏析、氣泡、內部裂紋、鋼的回火脆性、晶粒粗化等都會使沖擊韌性值明顯降低。連鑄坯與鋼板的厚度比例（壓縮比）越大，鋼板內部結構缺陷、顯微組織越易改善，越有利于提高Akv值。反之，對于生產的越厚的鋼板，由于壓縮比較低，其Akv值越不穩定。另外，因特厚EH36使用環境的特殊性，更多的用戶在船檢時對特厚EH36鋼的檢測要求更加嚴苛，尤其要求生產廠家保證鋼板1/2處沖擊、拉伸性能。這對于正火生產的特厚EH36鋼更加形成了嚴峻挑戰。

發明專利申請 CN 103725959A公開了“一種130mm低合金低溫韌性厚板及其生產方法”，選用400mm連鑄坯，保證鋼板壓縮比＞3的前提下，經過TMCP兩階段控軋，隨后進行正火+加速冷卻（NAC）到650～720℃區間。最終鋼板性能滿足船級社規范中EH36力學性能。發明專利申請 CN103205640A公開了“一種E40高強度船板鋼及制備方法”，通過控軋控冷工藝，軋后進行NAC熱處理，獲得了E40鋼板。以上兩項方法雖然經濟，但是產品難以控制，不能大范圍推廣應用。因為，國內大部分廠家在正火爐后往往是配套淬火機，淬火機很難如ACC裝置進行終冷或返紅溫度的精確控制。其次，僅通NAC處理，對于特厚（≥100mm）海洋工程用鋼，鋼板在厚度方向上的性能仍然不均勻，鋼板1/2處的鐵素體晶粒粗大、強度低，而鋼板表面多為貝氏體、馬氏體組織，強度高。這對鋼板焊接材料的匹配、焊接、鋼板成型、耐蝕性能都會帶來一系列難度和影響。進一步地，NAC還存在隨著天氣變化、鋼板厚度的寬度的變化，終冷溫度范圍寬，對特厚板最終的穩定性也存在不利影響。

綜上，現有技術還不能完全達到采用連鑄坯生產低壓縮比100～150mm特厚EH36船板鋼時的組織在厚度方向上的均勻性，以滿足高強度、高沖擊韌性的要求。

發明內容

本發明的目的在于，在按照現有船級社規范以及GB712規定的EH36鋼標準成分的情況下，即不改變現有特厚板化學成分、冶煉、軋制的前提下，設計正火后加速冷卻（NAC）方法+回火熱處理的方式，獲得了具有細小均勻的回火貝氏體組織的EH36鋼。這種組織不同于以往EH36鋼的鐵素體珠光體組織形式，使EH36鋼的強度不僅得到顯著提高，同時可以滿足高韌性，有效的阻抑裂紋擴展，大幅度提高1/2處沖擊韌性Akv值。

本發明的EH36鋼成分體系仍按船級社規范以及GB 712規定的標準成分體系，碳當量不增加，無需用戶對后續焊接、整船設計作調整，包括焊材的匹配，焊接工藝的，整船的設計調整。同時，通過保證后續回火溫度區間一定，可滿足多批次、多規格、不論季節的批量生產，省去了組批以及要通過試水板來確定NAC過程的冷卻速度，穩定了鋼板質量，提高了鋼板的一檢合格率，節省了船級社檢驗費用、檢驗周期，縮短了產品交貨周期。