[發明專利]一種具有低溫韌性的390MPa級極地船體結構鋼及其制備方法

有效

• 申請號: 201911396904.X
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111155022B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 師仲然;羅小兵;柴鋒;柴希陽;王天琪;陳雪慧;王瑞珍;楊才福
• 申請（專利權）人: 鋼鐵研究總院
• 主分類號: C22C33/04
• 分類號: C22C33/04;B22D11/16;C21C7/00;C21C7/064;C21D8/02;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/12;C22C38/14
• 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: 楊光

本發明涉及一種具有低溫韌性的390MPa級極地船體結構鋼及其制備方法，屬于微合金鋼技術領域，用于解決現有鋼種不能滿足極地環境溫度使用條件，且生產成本高的問題。本申請包括以下步驟：步驟1、鐵水預處理；步驟2、添加優質廢鋼，采用轉爐進行冶煉，鋼包中采用Al進行深脫氧，脫氧后加入鈮鐵；步驟3、合金化處理；步驟4、連鑄過程采取全程保護澆注，保證鋼水的過熱度10?30℃，拉坯速度控制為0.6～1.5m/min，調整第二次冷卻水強度使鋼水溫度處于920℃～970℃之間；步驟5、控制軋制和控制冷卻，制備得到極地船體結構鋼。本申請制備的船體結構鋼的屈服強度≥390MPa，四分之一位置?100℃沖擊功≥200J，沖擊斷口纖維率≥80％，此能夠用于在極地區域服役的船舶建造。

技術領域

本發明涉及微合金鋼技術領域，尤其涉及一種低溫韌性的390MPa級極地船體結構鋼及其制備方法。

背景技術

極地油氣資源非常豐富，北極航道對于我國參與全球經濟活動極為重要。然而，北極資源勘探、開發和航行活動卻面臨著地質和氣候條件極端惡劣、港口設施和救援能力不足帶來的高風險挑戰。

北極冬季漫長而寒冷，大部分地區冬季最低氣溫可降至-70℃，且大部分海域覆蓋著冰層。北極嚴酷環境對極地船舶、石油鉆井平臺等裝備提出了苛刻的技術安全要求，因此開發相關材料對保證我國極地油氣資源的開采和運輸具有重要意義。

現有的EH40鋼板不能滿足極地環境溫度使用條件，且生產成本較高。

發明內容

鑒于上述的分析，本發明實施例旨在提供一種具有低溫韌性的390MPa級極地船體結構鋼及其制備方法，用以解決現有鋼種不能滿足極地環境溫度使用條件，且生產成本較高的問題。

本發明的目的主要是通過以下技術方案實現的：

本發明提供了一種具有低溫韌性的390MPa級極地船體結構鋼的制備方法，包括以下步驟：

步驟1、鐵水經過KR攪拌脫硫后保證S含量≤0.005％，脫硫時間≤25min；

步驟2、添加優質廢鋼，采用轉爐進行冶煉，鋼包中采用Al進行深脫氧，脫氧后加入鈮鐵；

步驟3、在LF精煉階段，先造白渣，進行脫硫和目標成分調整，后依次喂入鈦線和鈣線，在合金化完成后，鋼包吊裝到連鑄臺；

步驟4、連鑄過程采取全程保護澆注，保證鋼水的過熱度10-30℃，拉坯速度控制為0.6～1.5m/min，調整二冷水強度使鋼水溫度處于920℃～970℃之間，獲得連鑄坯；

步驟5、將連鑄坯進行加熱，對連鑄坯進行控制軋制和控制冷卻，得到極地船體結構鋼。

進一步地，在步驟4中，控制連鑄坯與極地船體結構鋼的厚度比大于8，在步驟5中，將連鑄坯加熱到1150℃。

進一步地，在步驟5中，控制軋制分為第一階段軋制和第二階段軋制，第一階階段軋制的終軋溫度≥950℃，采用3～5道次，1-2道次變形量不低于20％；第一階段軋制的累積變形量≥50％。

進一步地，在步驟5中，第二階段軋制的軋制溫度≤850℃，采用3～5道次，終軋溫度低于800℃，終軋變形量≥25％；軋后進行水冷，冷卻速度10-15℃/s。

進一步地，在步驟2中，脫氧后加入鈮鐵以保證鋼中的鈮含量為0.015～0.030％。

進一步地，在步驟5中，極地船體結構鋼的組織類型包括鐵素體、珠光體和少量的貝氏體，鐵素體的含量大于等于80％，晶粒尺寸小于7μm。

進一步地，在步驟5中，極地船體結構鋼的厚度小于40mm。