[發(fā)明專利]一種針狀鐵素體/塊狀鐵素體船用鋼板及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110569030.4
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN114134405B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉朝霞;羅元東;許曉紅;劉俊;周永浩;戚曉光;潘繼峰;徐光琴;高俊;陳翀
• 申請（專利權(quán)）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;C22C38/38;C22C38/28;C22C38/26;C22C38/06;C22C33/06;C21D8/02;C21D11/00
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 趙海波

本發(fā)明涉及一種針狀鐵素體/塊狀鐵素體船用鋼板及其制造方法，微觀組織為針狀鐵素體+塊狀鐵素體，其中針狀鐵素體的體積占比為40±5％，鐵素體平均晶粒尺寸為3?6μm。屈服強(qiáng)度橫向拉伸性能介于390～420MPa，抗拉強(qiáng)度介于520～550MPa，屈強(qiáng)比介于0.72～0.77，延伸率≥29％，?40℃、?60℃縱向沖擊韌性值≥200J，應(yīng)變時效后，?40℃、?60℃沖擊韌性值沒有明顯降低。采用較低的碳含量，并通過Si?Cr?Nb元素的添加，形成盡可能多的鐵素體相，抑制珠光體的形成。采用了較高的終冷溫度，較高的終冷溫度保證鋼板基體組織仍為鐵素體/針狀鐵素體，避免上貝氏體或粒狀貝氏體這些雖然能提高強(qiáng)度，但是惡化鋼板韌性及塑性組織出現(xiàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋼鐵冶金領(lǐng)域，具體涉及一種針狀鐵素體/塊狀鐵素體船用鋼板及其制備方法。鋼板厚度介于50-70mm，具有良好的低溫沖擊韌性、應(yīng)變時效性能。

背景技術(shù)

隨著世界各國對海洋資源不斷開發(fā)利用，海洋造船業(yè)及裝備業(yè)得到了長足發(fā)展，帶動了船舶及海洋工程用鋼板的技術(shù)進(jìn)步。現(xiàn)代船舶及海洋工程用鋼板尺寸在向更大厚度發(fā)展，更需具備高強(qiáng)度、高韌性、易焊接、易加工、耐腐蝕等特點(diǎn)。

目前，訂貨量最多的是屈服強(qiáng)度≥355MPa的AH36、DH36、EH36等高強(qiáng)船體結(jié)構(gòu)鋼板，這些鋼板一般是由熱軋(AR)、控制軋制(CR)、正火軋制(NR)、熱機(jī)械軋制(TMCP)、正火(N)等生產(chǎn)方式交貨，其組織形態(tài)主要為鐵素體與珠光體混合組織。對于組織為鐵素體與珠光體厚度介于50-70mm這類大厚度鋼板，由于連鑄坯與鋼板的壓縮比低，因連鑄坯偏析帶來的內(nèi)部缺陷難以通過TMCP工藝得到明顯改善，一般不采取TMCP狀態(tài)交貨。當(dāng)用其它狀態(tài)交貨，為了保證鋼板強(qiáng)度，需要添加足量的C以及其它合金或者微合金元素，以替代TMCP工藝軋后冷卻水的作用。碳當(dāng)量、焊接冷裂紋敏感性指數(shù)也較高，不利于鋼板焊接性能提升，以及鋼板耐焊接時大熱輸入量對鋼板組織性性能的惡化，影響厚板高效焊接的實施。

經(jīng)檢索，已有很多致力于TMCP工藝生產(chǎn)船用厚板的工作，如專利文獻(xiàn)CN105506253A通過三階段軋制獲得了TMCP船板鋼，其中第三階段終軋溫度已降至800℃以下，雖然勉強(qiáng)達(dá)到EH36鋼級性能結(jié)果，但對生產(chǎn)節(jié)奏、鋼板板形、軋機(jī)負(fù)荷造成很多負(fù)面的影響。CN103264052A同樣通過三階段軋制，獲得了68mm EH40和60mm AH36鋼板，其36級船板，終冷溫度為540-560℃，終冷溫度過低，不利于厚板厚度方向組織均勻性，且冷卻速率達(dá)到14-16℃/s，已經(jīng)達(dá)到或超過一般ACC冷卻系統(tǒng)上限控制能力。專利文獻(xiàn)CN106756543涉及一種TMCP態(tài)低成本大線能量焊接用高強(qiáng)船板鋼，添加合金較多，合金成本過高，不符合船板鋼降本增效的發(fā)展趨勢。

發(fā)明內(nèi)容

為了降低船用鋼板的制造成本，同時又能進(jìn)一步改善船體用鋼的強(qiáng)韌性及焊接性，設(shè)計了一種組織由低碳針狀鐵素體和塊狀鐵素體組成的船板鋼，利用針狀鐵素體和塊狀鐵素體組織的硬度比傳統(tǒng)船體鋼中先共析鐵素體硬而軟于珠光體的特點(diǎn)，保證了鋼板的強(qiáng)度。而針狀鐵素體與塊狀鐵素體的界面結(jié)合能力更加優(yōu)于先共析鐵素體與珠光體相界面，因而達(dá)到良好的韌性以及抗脆斷能力。

本發(fā)明的成分選用低碳設(shè)計，并設(shè)計促進(jìn)塊狀鐵素體/針狀鐵素體形成元素，結(jié)合TMCP工藝，在生產(chǎn)過程中抑制珠光體的形成，以期獲得針狀鐵素體+塊狀鐵素體目標(biāo)組織。本發(fā)明獲得的鋼板在滿足船級社規(guī)范中船用鋼板和低溫韌性鋼≥355MPa、抗拉強(qiáng)度≥490MPa鋼級的性能要求外，還具有低屈強(qiáng)比，良好的強(qiáng)韌性匹配，優(yōu)異的低溫沖擊韌性、抗低溫應(yīng)變時效性能等特點(diǎn)。

本發(fā)明具體技術(shù)方案為：一種針狀鐵素體/塊狀鐵素體船用鋼板，微觀組織為針狀鐵素體+塊狀鐵素體，其中針狀鐵素體的體積占比為40±5％(所述組織占比是指金相圖上該組織的面積占比)，鐵素體平均晶粒尺寸為3-6μm。屈服強(qiáng)度橫向拉伸性能介于390～420MPa，抗拉強(qiáng)度介于520～550MPa，屈強(qiáng)比介于0.72～0.77，延伸率≥29％，-40℃、-60℃縱向沖擊韌性值≥200J，應(yīng)變時效后，-40℃、-60℃沖擊韌性值沒有明顯降低。