【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工程结构用钢，特别涉及一种短流程经济型高性能海洋工程用钢及其制备方法。
技术介绍
1、近年来海洋工业装备得到迅速发展，这对海工装备制造用工程结构钢的性能提出了越来越高的要求。在严苛的海洋环境中服役，海洋工程结构用钢除了要满足一定的强韧性外，还需要满足制造低成本化，以及良好的焊接性，以保证装备低成本高效化建造。目前高强度海洋工程用钢一般采用热轧后离线淬火加回火的调质热处理工艺来生产，然而离线淬火能耗和工艺成本均较高，且离线淬火型钢随着强度级别的升高，只能通过增加较高合金元素含量的方式来提高强度，钢的合金成本也随之变高；并且现有的海工装备制造用工程结构钢的钢板多数焊前需预热，导致装备建造成本高；现有高强度易焊接海洋工程用钢一般采用低碳，含cu的合金设计思路，主要通过离线淬火回火后，获得调质态马/贝氏体组织，同时利用时效时钢中析出的cu纳米相强化来获得高强度，但含cu易焊接高强钢需要添加较高的ni，来防止铜脆现象，而且含cu钢具有辐照脆化效应，限制了其在近核工程领域的应用。
技术实现思路
1、鉴于上述情况，本专利技术旨在提供一种短流程经济型高性能海洋工程用钢及其制备方法，用于解决现有的海洋工程用钢的以下技术问题之一：1)高能耗高碳排放、合金成本高；2)钢板焊前需预热，导致装备建造成本高；3)低温韧性较低。
2、本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
3、一方面，本专利技术提供了一种短流程经济型高性能海洋工程用钢，短流程经济型高性能海洋工程用钢
4、进一步的，短流程经济型高性能海洋工程用钢的组分中，碳当量：ceq＝c+(mn+si)/6+(ni+cu)/15+(cr+mo+v)/5≤0.65％。
5、进一步的，短流程经济型高性能海洋工程用钢的组分中，ti和n含量满足：ti/n≥3.5。
6、进一步的，短流程经济型高性能海洋工程用钢的组分中，nb、v、mo、c的含量满足：20≥(nb+v+mo)/c≥11，其中，nb、v、mo、c均代表各元素的质量百分比。
7、进一步的，短流程经济型高性能海洋工程用钢的微观组织主要包括扁平状的马/贝复相组织，以及少量第二相纳米级析出相。
8、进一步的，短流程经济型高性能海洋工程用钢的微观组织中，第二相纳米级析出相的体积分数为0.8％以上。
9、本专利技术还提供了一种上述短流程经济型高性能海洋工程用钢的制备方法，包括大压缩比、大压下量的再结晶和非再结晶区两阶段轧制后在线直接淬火，然后回火后层流冷却。
10、进一步的，制备方法包括如下步骤：
11、步骤1、转炉冶炼；
12、步骤2、板坯连铸；
13、步骤3、将连铸坯进行低温加热；
14、步骤4、将板坯进行再结晶与非再结晶区两阶段大压下轧制，轧后钢板直接淬水；
15、步骤5、将淬火后的钢板进行回火热处理，回火后层流冷却至室温，得到短流程经济型高性能海洋工程用钢。
16、进一步的，步骤3中，控制低温加热温度为1100～1180℃。
17、进一步的，步骤4中，两阶段大压下轧制的总压缩比为10以上。
18、与现有技术相比，本专利技术至少能实现以下有益效果之一：
19、a)本专利技术的短流程经济型高性能海洋工程用钢，通过对钢中c、ni、cr、mo、v、nb等元素的优化设计，严格控制碳含量及碳当量，使得钢处于易焊接区。在轧制过程中采用两阶段总压缩比不小于10的大压下量轧制，获得未再结晶扁平状奥氏体，然后通过轧后直接淬火获得板条块等亚结构尺寸非常细小的马/贝氏体组织。本专利技术将轧制与冷却相变有机结合，能够进一步提高细晶强化与位错强化效果，降低高强钢强度对合金元素的依赖性，有利于进一步改善高强船体钢的低温韧性与焊接性。
20、b)本专利技术的短流程经济型高性能海洋工程用钢的抗拉强度达到690mpa以上(例如690～720mpa)，屈服强度达到660mpa以上(例如660～680mpa)，-80℃冲击功达到270j以上(例如278～310j)，-80℃断面纤维率达到80％以上(例如89％～100％)，钢板可实现在室温下不预热焊接，具有优异的综合性能。
21、c)本专利技术的短流程经济型高性能海洋工程用钢的制备方法中，通过回火后水冷，而不是空冷，主要目的在于回火后快冷，可使钢在避免发生杂质元素如p、s等在晶界上的偏聚，能够提高钢的低温韧性，防止第二类回火脆性发生。
22、d)本专利技术的短流程经济型高性能海洋工程用钢的制备方法中，采用大压缩比、大压下量轧制控制，轧后在线直接淬火的制备工艺，一方面能够省去离线再加热淬火过程，从而简化生产流程降低工艺成本，节约能耗，减少碳排放；另一方面，通过提高细晶强化和位错强化效果，能够部分的替代固溶和析出强化效果，钢中合金元素可适当降低，能够节约合金成本。满足高强度海洋工程用钢绿色、低碳、低成本的发展要求。据估算，从轧制到淬火，吨钢可节省工时约25％，高炉煤气节约估算1.3gj/吨(～320m3/吨)，相变强化替代部分合金强化，碳含量碳当量降低，合金成本降低，焊接成本降低。
23、本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的内容来实现和获得。
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1.一种短流程经济型高性能海洋工程用钢，其特征在于，所述短流程经济型高性能海洋工程用钢的组分以质量百分比计包括：C：0.020％～0.040％，Ni：2.0％～3.0％，Mo：0.15％～0.40％，Cr：0.2％～0.40％，Mn：0.80％～1.20％，Si：0.10％～0.20％，Nb：0.040％～0.080％，V：0.04％～0.10％，Ti：0.010％～0.020％，N：0.003％～0.0045％，Al：0.010％～0.030％，B：0.0004％～0.0008％，P≤0.006％，S≤0.004％，余量为Fe及不可避免的微量杂质。
2.根据权利要求1所述的短流程经济型高性能海洋工程用钢，其特征在于，所述短流程经济型高性能海洋工程用钢的组分中，碳当量：Ceq＝C+(Mn+Si)/6+(Ni+Cu)/15+(Cr+Mo+V)/5≤0.65％。
3.根据权利要求1所述的短流程经济型高性能海洋工程用钢，其特征在于，所述短流程经济型高性能海洋工程用钢的组分中，Ti和N含量满足：Ti/N≥3.5。
4.根据权利要求1所述的短流程经济型高
5.根据权利要求1所述的短流程经济型高性能海洋工程用钢，其特征在于，所述短流程经济型高性能海洋工程用钢的微观组织主要包括扁平状的马/贝复相组织，以及少量第二相纳米级析出相。
6.根据权利要求1至5任一项所述的短流程经济型高性能海洋工程用钢，其特征在于，所述短流程经济型高性能海洋工程用钢的微观组织中，第二相纳米级析出相的体积分数为0.8％以上。
7.一种权利要求1至6任一项所述的短流程经济型高性能海洋工程用钢的制备方法，其特征在于，包括大压缩比、大压下量的再结晶和非再结晶区两阶段轧制后在线直接淬火，然后回火后层流冷却。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，控制低温加热温度为1100～1180℃。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，两阶段大压下轧制的总压缩比为10以上。
...【技术特征摘要】
1.一种短流程经济型高性能海洋工程用钢，其特征在于，所述短流程经济型高性能海洋工程用钢的组分以质量百分比计包括：c：0.020％～0.040％，ni：2.0％～3.0％，mo：0.15％～0.40％，cr：0.2％～0.40％，mn：0.80％～1.20％，si：0.10％～0.20％，nb：0.040％～0.080％，v：0.04％～0.10％，ti：0.010％～0.020％，n：0.003％～0.0045％，al：0.010％～0.030％，b：0.0004％～0.0008％，p≤0.006％，s≤0.004％，余量为fe及不可避免的微量杂质。
2.根据权利要求1所述的短流程经济型高性能海洋工程用钢，其特征在于，所述短流程经济型高性能海洋工程用钢的组分中，碳当量：ceq＝c+(mn+si)/6+(ni+cu)/15+(cr+mo+v)/5≤0.65％。
3.根据权利要求1所述的短流程经济型高性能海洋工程用钢，其特征在于，所述短流程经济型高性能海洋工程用钢的组分中，ti和n含量满足：ti/n≥3.5。
4.根据权利要求1所述的短流程经济型高性能海洋工程用钢，其特征在于，所述短...
【专利技术属性】
技术研发人员：张正延，柴锋，周乃鹏，罗小兵，李昭东，段美琪，柴希阳，李丽，梁丰瑞，
申请(专利权)人：钢铁研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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