[發明專利]一種不含銅的高強韌超低溫環境用高錳鋼板及其生產方法

在審

• 申請號: 201710866694.0
• 申請日: 2017-09-22
• 公開（公告）號: CN107739991A
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 趙燕青;孫力;安會龍;孔維明;白麗娟;劉宏強;鄧建軍;趙文忠;龐輝勇;莫德敏;王通
• 申請（專利權）人: 河鋼股份有限公司
• 主分類號: C22C38/04
• 分類號: C22C38/04;C22C38/02;C22C38/12;C22C38/06;C21D8/02;C21D6/00
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司13108
• 代理人: 曹淑敏

技術領域

本發明涉及一種不含銅的高強韌超低溫環境用高錳鋼板及其生產方法，屬于鋼鐵生產技術領域。

背景技術

液化天然氣（LNG）通常在-163℃的條件下儲存運輸，LNG儲罐用材料通常采用9Ni鋼。不過，此種鋼材的加工性不高，鋼中含有大量貴重的Ni元素，同時9Ni鋼生產周期長，能耗高，鋼材生產成本居高不下。

超低溫環境用高錳鋼是在鋼中添加了一定量的Mn元素，使鋼板在室溫下呈現奧氏體組織特征，避免鋼板低溫轉脆現象，高錳鋼即使在極低溫條件下也可以保持理想的性能，大幅度降低LNG儲罐用鋼材的生產成本，因此，高錳鋼作為LNG儲罐用新材料備受矚目。

專利申請CN101550515A，公開了一種含銅高強韌高錳鋼及其制造方法，其化學成分為C：0.3～1.0%，Si：0.04～0.8%，Mn：15～25%，Al：0.002～0.8%，Cu：0.10～1.5%，余量為Fe和不可避免的雜質。在鋼的成分設計上加入了Cu元素，而鋼中Cu元素的熔點低，易形成低熔點相，增加鋼的熱加工難度，此外Cu的存在，易使鑄坯和鋼板表面產生星狀裂紋，影響鋼的質量和表面外觀，鋼板表面質量控制存在一定的困難，不利于高錳鋼的工業化生產。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服現有技術所存在的缺陷，提供一種不含銅的高強韌超低溫環境用高錳鋼板；本發明還提供了一種不含銅的高強韌超低溫環境用高錳鋼板的生產方法。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：一種不含銅的高強韌超低溫環境用高錳鋼板，所述鋼板化學成分及其質量百分含量為C：0.20～0.90%，Si：0.10～0.60%，Mn：22～28%，P≤0.010%，S≤0.005%，V：0.2～0.8%，Al：0.02～0.07%，余量為Fe和不可避免的雜質。

本發明所述鋼板厚度為11～20mm。

本發明所述鋼板屈服強度411～456MPa，抗拉強度821～880MPa，-196℃沖擊功均值≥86J。

本發明還提供了一種不含銅的高強韌超低溫環境用高錳鋼板的生產方法，所述生產方法包括冶煉、加熱、軋制工序，所述軋制工序采用兩階段控軋工藝，終軋后鋼板以≥10℃/s的冷卻速度水淬至室溫。

本發明方法所述加熱工序以400～500℃/h的升溫速度加熱至1130℃±10℃后保溫，保溫時間100～200min。

本發明方法所述軋制工序，第一階段軋制溫度為980～1100℃，單道次壓下率為10～16%，累積壓下率為40～80%。

本發明方法所述軋制工序，第二階段軋制溫度為890～940℃，單道次壓下率為11～16%，累計壓下率為40～80%。

采用上述技術方案所產生的有益效果在于：1、考慮工業化連鑄生產難度，取消鋼中Cu元素的添加，消除Cu元素對鋼的不利影響，提高鋼板表面質量；2、采用以V代Cu的成分設計，利用V與C元素、N元素形成碳氮化合物析出物，細化晶粒，提高材料的屈服強度，保證其性能要求；3、本發明生產工藝簡單、流程短，無需后續熱處理即可獲得高強度、高韌性的鋼板；4、本發明的鋼板中不含貴重的金屬Ni元素，生產成本低。

本發明方法所得鋼板的力學性能優異，屈服強度411～456MPa，抗拉強度821～880MPa，低溫沖擊韌性良好，-196℃沖擊功均值達到86J以上。

附圖說明

圖1是本發明實施例1高錳鋼板的金相組織圖；

圖2是本發明實施例2高錳鋼板的金相組織圖；

圖3是本發明實施例3高錳鋼板的金相組織圖；

圖4是本發明實施例4高錳鋼板的金相組織圖。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

實施例1

本鋼板的厚度為20mm，其化學成分及質量百分含量為：C：0.20%，Si：0.60%，Mn：22%，P：0.006%，S：0.005%，V：0.8%，Al：0.07%，余量為Fe和不可避免的雜質。

本鋼板的生產方法包括冶煉、加熱和軋制工序，各工序工藝如下所述：

（1）冶煉工序：采用真空電磁感應爐熔煉，并澆鑄成厚度為150mm的鋼錠，澆鑄規格為150*150*260mm。

（2）加熱工序：將鋼錠以400℃/h的升溫速度加熱至1140℃后保溫時間100min。