[發明專利]一種經濟型破冰船用FH36鋼板及其制備方法

有效

• 申請號: 202110548828.0
• 申請日: 2021-05-20
• 公開（公告）號: CN114134404B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 劉朝霞;羅元東;白云;陳翀;周永浩;戚曉光;徐光琴;韓步強
• 申請（專利權）人: 江陰興澄特種鋼鐵有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/12;C22C38/14;C21D6/00;C21D8/02;C22C33/04;B21B1/26
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 趙海波

本發明涉及一種經濟型破冰船用FH36鋼板及其制備方法，鋼板橫向拉伸屈服強度介于464～480MPa，抗拉強度介于558～574MPa，屈強比介于0.83～0.84，延伸率≥26％，?60℃低溫縱向沖擊韌性值≥200J；鋼板試樣進行5％塑性變形，250℃時效1小時，?60℃時效沖擊韌性值沒有明顯降低；按ASTM E208進行落錘試驗NDT，?60℃試驗合格，具有優異的抗低溫脆斷性能，韌脆轉變溫度T_NDT＜?60℃；微觀結構為先共析鐵素體、針狀鐵素體以及少量珠光體。

技術領域

本發明屬于鋼鐵冶金領域，具體涉及一種破冰船用FH36鋼板及其制備方法。

背景技術

陸上油氣資源日益枯竭，而北極地區資源儲量豐富，具有巨大的戰略意義和研究潛力。同時北極新航道極大地縮短航行路線，燃油消耗量隨之降低，由此節約航行成本。因此，破冰船的建造量日趨增長。破冰船主要通過沖擊力和重力兩種方式破冰。這兩種方式對船板鋼材性能和質量要求極為嚴格，又因其在極其寒冷地區服役，除需高強度之外，還需具備優異的耐低溫韌性、耐腐蝕性、抗層狀撕裂性、特別是需要應變時效性能及低溫抗脆斷性等綜合性能。

目前，供破冰船用鋼板一般厚度≤40mm，鋼板牌號為FH36鋼，交貨方式為控軋控冷(TMCP)交貨。為了達到F級鋼-60℃沖擊韌性要求，現有技術通常在鋼中加入大量的如Ni、V、Cu、Cr，甚至加入B或者稀土等元素，如中國專利文獻CN102851623A獲得了一種80mm厚F36-Z35鋼板，加入大量的Nb、V、Ni等貴重元素，中國專利文獻CN102703807A獲得了一種-80℃沖擊吸收功≥100J海洋工程用鋼及生產方法，加入稀土元素Ce。中國專利文獻CN108517462獲得了一種高延展性的EH40級船板鋼，雖然不添加Cr、V、Ni等貴重合金，但是其沖擊韌性僅到-40℃，其貴重合金Nb添入量也較高，介于0.03～0.04％之間。中國專利文獻CN103695769A獲得了一種高強度FH40海洋工程用鋼板及其生產方法。通過加入大量的細化晶粒元素，Nb、V、Al，以及貴重合金Ni元素，且通過調質處理方法獲得了一種FH40鋼板，顯著增加了生產成本。

又如中國專利文獻CN105821314A公開了一種原油船貨油艙內底板用耐腐蝕鋼板及其生產方法，該方法中公開的工藝窗口寬泛，比如TMCP工藝關鍵控制點：精軋開軋溫度與終冷溫度已經覆蓋整個品種鋼開軋溫度及終冷溫度，并無針對性。該方法關注耐蝕性能，未提供其抗脆斷性能、應變時效性能，具備-60℃的沖擊性能，不一定具備-60℃的抗脆斷性能及-60℃應變時效性能，但是滿足NDT性能與應變時效性能一定滿足其相應溫度下的常規沖擊性能。無抗脆斷性能、應變時效性能也就不適用于破冰船用，所以，該文獻缺乏直接生產破冰船用FH36鋼板的生產技術。

除了在成分設計方面，現有技術在考慮到破冰船所需的低溫應變時效性、低溫抗脆斷性也鮮有涉及。

發明內容

為了解決現有技術不足，本發明目的是滿足破冰船用FH36鋼板力學性能要求，特別是抗脆斷性能與應變時效性能，同時又能進一步改善船體用鋼的焊接性、韌性及耐蝕性，設計了低C成分，僅加入少量的Nb、Al、Ti作為細化晶粒元素，不添加任何Cr、Ni、Cu、Mo、V等貴重合金，利用TMCP生產，獲得厚度介于20-40mm，組織為先共析鐵素體、針狀鐵素體以及少量珠光體的低成本破冰船用鋼板。

本發明解決上述問題所采用的技術方案為：一種經濟性破冰船用FH36鋼板，該鋼板的化學成分按質量百分比計為C：0.06～0.08％，Si：0.25～0.40％，Mn：1.40～1.60％，P：≤0.0070％，S：≤0.0030％，Nb：0.025～0.040％，Ti：0.008～0.020％，Alt：0.020～0.040％，N：0.0020～0.0050％，Ca：0.0005～0.0020％，余量為Fe及不可避免的雜質元素。不添加其它如Cr、Ni、Cu、Mo、V等貴重合金，更不涉及稀土及B元素的加入。

本發明中鋼成分的限定理由闡述如下：