[發(fā)明專(zhuān)利]一種析出強(qiáng)化型非調(diào)質(zhì)低溫厚板鋼及其軋制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011161644.0
• 申請(qǐng)日: 2020-10-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112280957B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉慶冬;張依瀟;張靜;侯維;顧劍鋒
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C21D8/02
• 分類(lèi)號(hào): C21D8/02;C22C38/08;C22C38/16;C22C38/06;C22C38/14
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 許耀

本發(fā)明涉及一種析出強(qiáng)化型非調(diào)質(zhì)低溫厚板鋼及其軋制方法，軋制方法包括：將連鑄坯進(jìn)行重新加熱后依次進(jìn)行粗軋和精軋，然后以25～51℃/s的超快冷速率冷卻至260℃以下或至470～550℃線保溫或回溫放置20～70min，之后水冷或空冷得到低溫鋼厚板。與現(xiàn)有技術(shù)相比，縮短了生產(chǎn)工藝流程，降低了整體成本，根據(jù)厚板橫向與縱向的位置不同，其屈服強(qiáng)度為670～920MPa，抗拉強(qiáng)度為740～1050MPa，伸長(zhǎng)率為14～16％，室溫、?40℃、?120℃和?196℃的V型缺口沖擊功分別為260?300J、200?270J、190～240J和120～190J，滿足低溫鋼的使用需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及低溫鋼軋制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種析出強(qiáng)化型非調(diào)質(zhì)低溫厚板鋼及其軋制方法。

背景技術(shù)

Ni系低溫鋼在壓力容器、輸油管線、破冰船等相關(guān)設(shè)備中廣泛應(yīng)用，可滿足-40～-196℃甚至液氦的低溫環(huán)境使用。通常，隨著Ni含量從3.5Ni、5Ni、7Ni到9Ni及12Ni的增加，使用溫度依次按照-80、-120、-196和-268℃的順序降低。從材料制備的角度，通過(guò)優(yōu)化的控軋控冷和離線熱處理工藝，可以賦予3.5～7Ni鋼更低的使用溫度，即可以滿足-120～-196℃的溫度環(huán)境。例如專(zhuān)利CN109136768A提供了可用于-135℃環(huán)境下的3.5％Ni鋼板的制備方法，證實(shí)了低Ni鋼用于超低溫環(huán)境的可行性，這將大幅度降低高Ni含量帶來(lái)的材料成本。然而，在制備工藝方面，為了保證低溫韌性和不同厚度處的性能均勻性，這些低溫鋼在熱軋后都采用離線熱處理工藝，即重新加熱奧氏體化淬火(Q)+回火(T)的調(diào)質(zhì)工藝，甚至在最終回火前引入臨界淬火或兩相區(qū)回火(L)的工藝，形成QLT的多步驟熱處理，這將增加低溫鋼的制造成本。

發(fā)明內(nèi)容

能否利用控制軋制(TMCP)+超快冷(UFC)或在線熱處理(HOP)的工藝，來(lái)直接實(shí)現(xiàn)7～12Ni高強(qiáng)合金鋼的低溫應(yīng)用，進(jìn)而以縮短的生產(chǎn)工藝流程來(lái)彌補(bǔ)高Ni含量帶來(lái)的成本增加，成為一個(gè)亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

因此，開(kāi)發(fā)一種TMCP+UFC的非調(diào)質(zhì)低溫厚板鋼，調(diào)控其強(qiáng)度和低溫韌性的配比，用于替代目前常規(guī)的5Ni、7Ni和9Ni低溫鋼以及低Ni(≤3.5wt.％)的低溫船板、低溫管線、低溫壓力容器用鋼，對(duì)降低生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種析出強(qiáng)化型非調(diào)質(zhì)低溫厚板鋼及其軋制方法。無(wú)需離線熱處理，縮短了生產(chǎn)工藝流程，進(jìn)而降低了整體生產(chǎn)成本，且制備的析出強(qiáng)化型低溫厚板鋼具有較高的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和良好的伸長(zhǎng)率與低溫沖擊韌性，能夠滿足不同構(gòu)件或部件在-40～-196℃環(huán)境中的使用。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明第一方面提供一種析出強(qiáng)化型非調(diào)質(zhì)低溫厚板鋼的軋制方法，包括以下步驟：

(1)將連鑄坯加熱至1100～1150℃，保溫1～4h；

(2)將加熱后的連鑄坯進(jìn)行兩個(gè)階段的軋制，一階段軋制為粗軋，開(kāi)軋溫度為990～1070℃；二階段軋制為精軋，開(kāi)軋溫度≤870℃，終軋溫度為620～680℃，得到熱軋板坯；

(3)將熱軋板坯直接或弛豫15～30s后，以25～51℃/s的超快冷速率冷卻：

當(dāng)以超快冷速率冷卻至260℃以下后空冷，得到控軋控冷處理的低溫厚板鋼；

當(dāng)以超快冷速率冷卻至470～550℃在線保溫或回溫放置20～70min，再水冷或空冷至室溫，得到在線熱處理的低溫厚板鋼。

優(yōu)選地，該析出強(qiáng)化型非調(diào)質(zhì)低溫鋼(亦即連鑄坯)，包括以下重量百分比含量的組分：C 0.004～0.08％，Ni 7～12％，Cu 0.8～2.5％，Al 0.5～1.2％，Ti 0.12～0.5％，P＜0.015％，S＜0.010％和余量的Fe。

其成分設(shè)計(jì)中各個(gè)元素的作用如下：