一种低屈强比碳锰低温钢板及其生产方法技术

技术编号：44285428 阅读：1 留言：0更新日期：2025-02-14 22:21

一种低屈强比碳锰低温钢板及其生产方法，钢的化学成分质量百分比为C：0.07％～0.08％，Si：0.15％～0.25％，Mn：1.30％～1.40％，P≤0.012％，S≤0.003％，Ni：0.10％～0.20％，Nb：0.012％～0.017％，Ti：0.008％～0.020％，Al：0.020％～0.050％，其余为Fe和不可避免的杂质，其组织类型为铁素体+珠光体，晶粒度9～10级。工艺步骤包括转炉冶炼、LF精炼、真空脱气、连铸、加热、轧制、精整。钢板屈服强度315～440MPa，抗拉强度440～520MPa，屈强比≤0.85，伸长率≥30％，‑60℃冲击Akv≥80J；具有优良的焊接和火工工艺性能。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于冶金，具体涉及一种低屈强比碳锰低温钢板及其生产方法。

技术介绍

1、碳锰低温钢是一种具有重要工程应用价值的高性能材料，主要用于制作液化石油气(lpg)容器，可在-60℃温度条件下服役。与高镍系低温钢和高锰系低温钢相比，碳锰低温钢具有成本优势，并具有优良的焊接性能。随着我国经济的快速发展，lpg船、vlgc船的需求不断增加，碳锰低温钢作为其中的一种重要材料快速国产化。

2、专利cn116083804a介绍了一种低温钢及其制造方法，所述低温钢包括如下重量份的元素：0.135-0.16wt％的c、0.15-0.35wt％的si、0.95-1.10wt％的mn、0.02-0.06wt％的al、0.009-0.020wt％的nb、0-0.010wt％的p、0-0.002wt％的s，余量为fe。其具体实施例中厚度均为19mm以上。目前19mm以下薄规格钢板的屈强比实现难度较大。

3、专利cn 108220784 a介绍了一种低屈强比碳锰低温钢的制造方法，化学成分为：为c：0.05～0.09％、si＝0.10～0.40％、mn＝1.30～1.50％、p≤0.010％、s≤0.003％、nb≤0.010％、al＝0.030～0.060％、ti＝0.01～0.02％，余为fe和不可避免的杂质。该专利技术未添加ni、同时采用高al低nb体系，返红温度控制在560～640℃，其组织中含有大量的针状铁素体，晶粒度10～13级。晶粒度大于10级以后屈服强度升高效果明显大于抗拉强度，从而导致屈强比过高的比例大幅增加。</p>

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种低屈强比碳锰低温钢板及其生产方法，所生产的钢板厚度规格为8～30mm，屈服强度315～440mpa，抗拉强度440～520mpa，屈强比≤0.85，断后伸长率≥30％，-60℃akv≥80j，组织类型为铁素体+珠光体，晶粒度9～10级。具有优良的焊接和火工工艺性能，可用于lpg船和lpg陆地储罐。

2、本专利技术的技术方案如下：

3、一种低屈强比碳锰低温钢板，钢的化学成分质量百分比为：c：0.07％～0.08％，si：0.15％～0.25％，mn：1.30％～1.40％，p≤0.012％，s≤0.003％，ni：0.10％～0.20％，nb：0.012％～0.017％，ti：0.008％～0.020％，al：0.020％～0.050％，其余为fe和不可避免的杂质；低屈强比碳锰低温钢板的生产方法如下：步骤(1)转炉冶炼；步骤(2)精炼；步骤(3)连铸；步骤(4)加热；步骤(5)轧制；轧制后钢板的厚度规格为8～30mm，交货状态tmcp。

4、本专利技术中各元素的作用如下：

5、碳：碳在钢中以间隙固溶体的形式存在，还可与其他元素形成碳化物，碳可大幅提高钢中的强度，钢中碳含量的变化会改变钢中铁素体和珠光体的含量，并影响钢的韧性及焊接等工艺性能。

6、硅：硅是炼钢过程中的脱氧元素之一，作为固溶元素存在钢中时可显著提高钢种的强度；硅对钢中的碳化物也有多方面的影响，不仅可以改变碳化物的类型和形貌，促进碳化物的分解和细化，还能在一定程度上影响碳化物的转变和分布。

7、锰：锰是钢中的主要合金化元素之一，可通过固溶强化提高强度，锰可以降低临界转变温度起到细化珠光体，间接提高钢的强度，锰能消除或减弱由于硫所引起的钢的热脆性，锰可以改善钢的低温冲击韧性，锰是碳化物形成元素并影响钢的微观结构和性能。

8、镍：镍能与铁无限固溶，扩大奥氏体相区，有利于形成和稳定奥氏体；镍能通过固溶强化的方式强化铁素体并细化和增多珠光体；镍能改善钢的低温韧性；镍可以提高钢的焊接性，减少金属间化合物的析出，防止和降低它们的有害作用。

9、铌：铌作为一种微合金元素，少量添加即会对钢的性能产生较大影响。铌可有效细化加热和轧制过程中奥氏体晶粒，抑制奥氏体再结晶，铌的析出物可改善钢的力学性能，铌可减小珠光体的片层间距，减少多边形铁素体，细化组织并改善冲击韧性；铌对钢的屈服强度由显著的影响。

10、钛：钛是一种为合金元素，钛与氮、碳均有极强的亲和力，有利于控制板坯表面质量；钛可抑制加热过程奥氏体晶粒的长大，钛有利于细化加热和轧制过程奥氏体晶粒，钛的析出物可改善钢的力学性能，钛还可以改善钢在低温下的韧性。

11、铝：铝是一种强脱氧剂，主要作为钢水中的脱氧合金加入钢水。同时al与n有较强的亲和力，可抑制氮在钢中的危害；al可以细化钢的组织，从而提高钢的强度和韧性。

12、磷：磷在钢中是一种有害元素，会降低钢的塑性和韧性，尤其是低温状态下对韧性损害极大，磷还会恶化钢的焊接性能。

13、硫：硫在钢中是一种有害元素，它会导致钢在高温下产生热脆性，降低钢的塑性和韧性，导致钢中出现内部裂纹，硫和锰产生硫化锰出现在钢中会影响钢的均匀一致性，对性能产生不良影响。

14、本专利技术中，所述步骤(1)转炉冶炼为：顶底复吹转炉，控制出钢温度1560～1640℃，转炉出钢p≤0.008％，出钢过程中加入脱氧剂、合金进行脱氧合金化。

15、本专利技术中，所述步骤(2)精炼为：大包钢水在lf炉送电升温后加入铌铁、镍铁、钛铁进行化学成分精确调整，精炼后期进行钙化处理，lf精炼完毕进入vd炉进行真空处理，真空处理完毕测量钢水的气体含量。

16、本专利技术中，所述步骤(3)连铸为：中包过热度8～30℃，连铸采用动态轻压下提高连铸坯内部质量，连铸坯厚度尺寸180～260mm、宽度尺寸1500～2300mm。

17、本专利技术中，所述步骤(4)加热为：预热段温度650～900℃，加热段温度1050～1220℃，均热段温度1130～1220℃，在炉时间180～360min，出炉温度1150～1210℃。

18、本专利技术中，所述步骤(5)轧制为：采用两阶段控制轧制，粗轧轧制温度1050～1180℃，中间坯厚度60～80mm，精轧开轧温度890～1020℃，精轧终轧温度800～830℃，返红温度680～740℃。

19、进一步的，所述步骤(1)转炉冶炼出钢过程中加入的脱氧剂为铝块、硅锰；合金采用低p合金，避免钢水涨p。

20、进一步的，所述低p合金为硅铁、硅锰、金属锰或低碳锰铁中的一种或多种。

21、进一步的，所述步骤(2)精炼真空处理完气体含量h≤0.00015％，n≤0.0040％，o≤0.0010％。

22、专利技术原理：本专利技术的低屈强比碳锰低温钢板，厚度规格为8～30mm，交货状态tmcp。组织类型设计为多边形铁素体+珠光体，采用低碳成分体系，通过si、mn、ni等合金元素固溶强化，通过nb、ti、al等元素的添加以及轧制工艺控制最终组织的晶粒尺寸。通过炼钢过程严格控制钢中的有害元素以及夹杂物，真空处理、低过热度浇铸、动态轻压下工艺改善连铸坯的内部质量，nb、ti、al等元素的添加配合加热工艺控制加热过程奥氏体晶粒尺本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种低屈强比碳锰低温钢板，其特征在于，钢的化学成分质量百分比为：C：0.07％～0.08％，Si：0.15％～0.25％，Mn：1.30％～1.40％，P≤0.012％，S≤0.003％，Ni：0.10％～0.20％，Nb：0.012％～0.017％，Ti：0.008％～0.020％，Al：0.020％～0.050％，其余为Fe和不可避免的杂质；低屈强比碳锰低温钢板的生产方法如下:步骤(1)转炉冶炼；步骤(2)精炼；步骤(3)连铸；步骤(4)加热；步骤(5)轧制；轧制后钢板的厚度规格为8～30mm，交货状态TMCP。

2.如权利要求1所述的低屈强比碳锰低温钢板，其特征在于，屈服强度315～440MPa，抗拉强度440～520MPa，屈强比≤0.85，断后伸长率≥30％，-60℃Akv≥80J，组织类型为铁素体+珠光体，晶粒度9～10级。

3.如权利要求2所述的低屈强比碳锰低温钢板，其特征在于，所述步骤(1)转炉冶炼：顶底复吹转炉，控制出钢温度1560～1640℃，转炉出钢P≤0.008％，出钢过程中加入脱氧剂、合金进行脱氧合金化。

4.如权

5.如权利要求2所述的低屈强比碳锰低温钢板，其特征在于，所述步骤(3)连铸为：中包过热度8～30℃，连铸采用动态轻压下提高连铸坯内部质量，连铸坯厚度尺寸180～260mm、宽度尺寸1500～2300mm。

6.如权利要求2所述的低屈强比碳锰低温钢板，其特征在于，所述步骤(4)加热为：预热段温度650～900℃，加热段温度1050～1220℃，均热段温度1130～1220℃，在炉时间180～360min，出炉温度1150～1210℃。

7.如权利要求2所述的低屈强比碳锰低温钢板，其特征在于，所述步骤(5)轧制为：采用两阶段控制轧制，粗轧轧制温度1050～1180℃，中间坯厚度60～80mm，精轧开轧温度890～1020℃，精轧终轧温度800～830℃，返红温度680～740℃。

8.如权利要求3所述的低屈强比碳锰低温钢板，其特征在于，所述步骤(1)转炉冶炼出钢过程中加入的脱氧剂为铝块、硅锰，合金采用低P合金，避免钢水涨P。

9.如权利要求8所述的低屈强比碳锰低温钢板，其特征在于，所述低P合金为硅铁、硅锰、金属锰或低碳锰铁中的一种或多种。

10.如权利要求4所述的低屈强比碳锰低温钢板，其特征在于，所述步骤(2)精炼真空处理完气体含量H≤0.00015％，N≤0.0040％，O≤0.0010％。

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【技术特征摘要】

1.一种低屈强比碳锰低温钢板，其特征在于，钢的化学成分质量百分比为：c：0.07％～0.08％，si：0.15％～0.25％，mn：1.30％～1.40％，p≤0.012％，s≤0.003％，ni：0.10％～0.20％，nb：0.012％～0.017％，ti：0.008％～0.020％，al：0.020％～0.050％，其余为fe和不可避免的杂质；低屈强比碳锰低温钢板的生产方法如下:步骤(1)转炉冶炼；步骤(2)精炼；步骤(3)连铸；步骤(4)加热；步骤(5)轧制；轧制后钢板的厚度规格为8～30mm，交货状态tmcp。

2.如权利要求1所述的低屈强比碳锰低温钢板，其特征在于，屈服强度315～440mpa，抗拉强度440～520mpa，屈强比≤0.85，断后伸长率≥30％，-60℃akv≥80j，组织类型为铁素体+珠光体，晶粒度9～10级。

3.如权利要求2所述的低屈强比碳锰低温钢板，其特征在于，所述步骤(1)转炉冶炼：顶底复吹转炉，控制出钢温度1560～1640℃，转炉出钢p≤0.008％，出钢过程中加入脱氧剂、合金进行脱氧合金化。

4.如权利要求2所述的低屈强比碳锰低温钢板，其特征在于，所述步骤(2)精炼为：大包钢水在lf炉送电升温后加入铌铁、镍铁、钛铁进行化学成分精确调整，精炼后期进行钙化处理，lf精炼完毕进入vd炉进行真空处理，真空处理完毕...

【专利技术属性】
技术研发人员：周光杰，刘晓玮，高擎，周文浩，巨银军，史术华，王振，脱臣德，冯赞，高海亮，欧阳藩，康嘉芸，刘琴，王红涛，谭军，金韬，
申请(专利权)人：湖南华菱湘潭钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载我是这个专利的主人