[發明專利]一種低成本可大線能量焊接高強高韌鋼板的制造方法

有效

• 申請號: 201611147472.5
• 申請日: 2016-12-13
• 公開（公告）號: CN106755868B
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 師仲然;柴鋒;蘇航;楊才福;王瑞珍;薛東妹;李麗;陳雪慧
• 申請（專利權）人: 鋼鐵研究總院;中聯先進鋼鐵材料技術有限責任公司
• 主分類號: C21D8/02
• 分類號: C21D8/02;C22C38/04;C22C38/02;C22C38/14;C22C38/06
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 龔頤雯;王濤

本發明公開了一種低成本可大線能量焊接高強高韌性鋼板的制造方法。在電爐或者轉爐冶煉時進行Al脫氧，并控制鋼板中Al≥0.04％，N/Al＜0.1；將連鑄坯再加熱950℃～1100℃，然后進行軋制，第一階段軋制累積變形量≥60％，軋制變形速度＜1m/s，終軋溫度≥900℃；第二階段軋制變形溫度≤830℃，道次間隔時間≤10s，累積變形量≥30％；第三階段開軋溫度為Ar₃+20℃，終軋溫度為Ar₃?40℃。鋼板的冷卻速度為5～15℃/s。本發明的有益效果是鋼板生產工藝簡單、鋼材成本低廉，可廣泛的應用于低溫容器儲罐、低溫船板和高寒地區使用的高強度鋼。

技術領域

本發明涉及高韌鋼板領域，特別提供了一種低成本可大線能量焊接高強高韌鋼板的制造方法。

背景技術

隨著我國的經濟發展，需要大量的低溫鋼板制造液化石油液氨、液氧、液氮等生產儲存容器以及在寒冷地區服役的船舶。在低溫環境下，材料的韌性急劇降低，極易發生脆性斷裂事故，因此對于低溫服役環境下用材料的低溫韌性和安全性提出了更高的要求，以保證儲罐和船舶在使用過程中的可靠性和安全性。并且，隨著儲罐結構、船舶和工程結構的大型化，鋼板尺寸規格的不斷增加，焊接占制造成本的比重越來越大，要求這類鋼板能夠采用大線能量焊接的方法進行焊接，從而降低制造成本。

改善鋼板的低溫韌性的方法很多，其中之一是添加一定含量的Ni元素。Ni為非碳化物形成元素，可以擴大奧氏體相區，在不降低強度的情況下能夠提高材料的低溫韌性。例如，瑞典專利SE442642“低合金高強度焊接鋼”，其主要化學成分為0.07～0.11％C、0.5～0.9％Ni，還必須有Cr、Cu、Mo、V、Ti等合計元素，該鋼板能夠在-50℃的海水腐蝕環境下使用。又如，日本專利“一種低溫高強度鋼板的生產方法”，通過對含1.0-4.0％Ni、0.005-0.05％C的低合金鋼進行軋制、快速冷卻、回火熱處理，獲得優異的-40℃的低溫韌性。然而，Ni是非常昂貴的元素，Ni的添加使材料的成本大幅度的上升；另一方面Ni會使碳當量增加，降低焊接性。而且大幅度添加Ni，在連鑄坯和鋼板表面產生粘著的氧化皮，如采取的措施不得力，軋制過程中鋼板表面將產生氧化皮缺陷，需要考慮鋼板表面修正工序的問題。

在C、Mn為基礎，同時在鋼中添加少量的Nb、V和Ti等微合金元素，并利用控制軋制和控制冷卻工藝(TMCP+ACC)，同樣可以提高鋼板的低溫韌性。采用此方法，專利CN103667915“一種具有良好低溫韌性的熱機械控制鋼板及其制造方法”，其主要化學成分為0.01～0.08％Mo，0.01～0.02％Ti，0.02～0.04％Nb，0.03～0.07％V，其控制軋制工藝要點:再加熱溫度為1100～1180℃，精軋溫度為830～900℃，終軋溫度790～859℃，采用軋后水冷，生產了一種滿足-40℃沖擊功大于200J使用要求的優異低溫韌性鋼板；新日鐵住金株式會社申請的專利CN103328669A“變形性能和低溫韌性優良的高強度鋼板、高強度鋼管及它們的制造方法”中鋼板的主要成分為0.01～0.05Nb％，0.005～0.030％Ti，制備了一種由鐵素體和馬氏體/貝氏體的復相組織，與鋼板軋制方向成45°的蘭克福特值和板寬度方向的蘭克福特值大于1.0的鋼板。但Nb、V和Ti合金元素的添加將導致碳當量的增加，在大線能量焊接條件下(焊接熱輸入≥50kJ/cm)形成粗大的晶界鐵素體和粒狀貝氏體組織，熱影響區的低溫韌性降低；另一方面，合金元素的添加導致制造成本增加。