【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于冶金材料，具体涉及一种s355nl钢及其制备方法。
技术介绍
1、欧标s355nl低合金高强度钢广泛应用于风电法兰、桥梁建筑、船舶以及其他大型结构件制造中。作为风电法兰的主要原材料之一，s355nl钢在复杂交变载荷及低温高湿环境下需要具备高强度和优异的低温韧性，以确保长期运行的可靠性。然而，现有技术中，s355nl钢在低温条件下的冲击功常表现出明显的波动性，甚至出现冲击功不合格的情况。
2、通常采用nb、v、ti等复合微合金化方法，通过细化晶粒和沉淀强化提高s355nl钢的强度和韧性，但这种方法仍然存在夹杂物和混晶问题。钢水中大尺寸且不规则形状的氧化物和硫化物夹杂物往往成为应力集中点，导致裂纹源的产生，降低了低温冲击韧性。此外，轧制过程中容易出现的混晶现象会导致材料内部应力分布不均，进一步削弱其低温韧性。在微合金化的基础上调整c、si、mn等常规元素含量虽然可以改善部分力学性能，但对低温韧性的提升效果有限，难以解决钢材在极端低温下性能不稳定的问题。
技术实现思路
1、因此，本专利技术提供一种s355nl钢及其制备方法，主要目的在于提高s355nl钢的低温冲击韧性。
2、为了解决上述问题，本专利技术提供一种s355nl钢，以质量百分比计，所述s355nl钢的化学成分包括：c：0.11-0.15％、si：0.15-0.25％、mn：1.27-1.40％、p≤0.013％、s≤0.005％、nb：0.03-0.04％、v：0.02-0.04％、al：
3、进一步的，所述s355nl钢具有等轴组织，所述等轴组织中错配角度不小于15度的晶界在晶界中所占比例为86％以上；和/或
4、所述s355nl钢中的夹杂物为球状或近球状；所述夹杂物的平均尺寸小于3μm；所述夹杂物包括稀土氧化物和稀土硫化物；和/或
5、所述s355nl钢的微观组织包括铁素体和珠光体；所述珠光体的片层间距＜170nm。
6、进一步的，所述稀土re为铈ce或钇y；和/或
7、所述s355nl钢在-50℃下的冲击功≥269.67j；所述s355nl钢的抗拉强度≥512mpa，屈服强度≥390mpa，断后延伸率≥35.5％，断面收缩率≥80％。
8、另一方面，本专利技术提供一种s355nl钢的制备方法，包括以下步骤：
9、冶炼：按照所述s355nl钢的化学成分配料，进行冶炼处理，浇铸后得到钢锭；
10、退火：对所述钢锭进行均匀化退火处理；
11、锻造：对所述均匀化退火处理后的钢锭进行锻造处理，得到锻材；
12、热处理：对所述锻材进行热处理，得到所述s355nl钢。
13、进一步的，在所述冶炼步骤中：采用中频真空感应炉进行冶炼处理；
14、优选的，所述中频真空感应炉的真空度为1.5-2pa；
15、优选的，所述中频真空感应炉的压力为8-9mpa；
16、优选的，所述冶炼处理包括熔炼处理和精炼处理；所述熔炼处理的时间为15-20min；所述熔炼处理的温度为1500-1580℃；所述精炼处理的温度为1550-1590℃；所述精炼处理的时间为5-6min。
17、进一步的，在所述冶炼步骤中：冶炼处理后得到钢液，当所述钢液的温度为1550-1570℃时进行浇铸，得到钢锭。
18、进一步的，在所述退火步骤中：所述均匀化退火处理的温度为1200±10℃，时间为10-10.5h。
19、进一步的，在所述锻造步骤中：所述锻造处理的温度为1200±10℃。
20、进一步的，采用空气锤将所述均匀化退火处理后的钢锭锻造为方锭。
21、进一步的，所述热处理的温度为910±10℃，热处理的时间为25-30min。
22、本专利技术提供的一种s355nl钢及其制备方法具有如下有益效果：
23、1.一方面，本专利技术提供一种s355nl钢，以质量百分比计，其化学成分包括：c：0.11-0.15％、si：0.15-0.25％、mn：1.27-1.40％、p≤0.013％、s≤0.005％、nb：0.03-0.04％、v：0.02-0.04％、al：0.02-0.05％、ti≤0.009％、cr≤0.06％、ni≤0.3％、mo：0.01-0.03％、cu≤0.2％、n≤0.015％、稀土re：0.0011-0.02％，o≤10ppm，余量为fe和不可避免的杂质；本专利技术通过在传统s355nl钢中加入稀土，将原有大尺寸、形状不规则的夹杂物改性为小尺寸、球状的稀土氧化物和稀土硫化物夹杂，改性后的夹杂物降低了应力集中，减少了裂纹源的产生，提高了钢的低温冲击性能。
24、2.进一步的，本专利技术通过添加稀土，使s355nl钢中的大角度晶界(错配角度不小于15度的晶界)增多，大角度晶界的增加使位错运动受阻更明显。当s355nl钢受到外力时，大角度晶界的增多使位错难以轻易穿过晶界，需要更大的外力才能使位错移动，从而提高了s355nl钢的强度。同时，在受冲击时，大角度晶界的增多，当裂纹遇到大角度晶界时，扩展的方向发生改变，需要消耗更多的能量来继续扩展，这使得s355nl在冲击载荷下能够吸收更多的能量，冲击韧性显著提高。
25、3.另一方面，本专利技术提供一种上述s355nl钢的制备方法，包括以下步骤冶炼：按照上述s355nl钢的化学成分配料，进行冶炼处理，浇铸后得到钢锭；退火：对钢锭进行均匀化退火处理；锻造：对均匀化退火处理后的钢锭进行锻造处理，得到锻材；热处理：对所述锻材进行热处理，得到所述s355nl钢。采用本专利技术的方法得到的s355nl钢在-50℃下的冲击功≥269.67j；s355nl钢的抗拉强度≥512mpa，屈服强度≥390mpa，断后延伸率≥35.5％，断面收缩率≥80％；其中，通过均匀化退火处理可有效使合金元素充分扩散，消除成分偏析，提高钢的组织均匀性，减少因组织不均匀等引起性能差异和潜在的缺陷；通过热处理获得等轴组织，稀土的添加增加等轴组织中大角度晶界(错配角度不小于15度的晶界)的比例，从而有利于s355nl钢的综合性能。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种S355NL钢，其特征在于，以质量百分比计，所述S355NL钢的化学成分包括：C：0.11-0.15％、Si：0.15-0.25％、Mn：1.27-1.40％、P≤0.013％、S≤0.005％、Nb：0.03-0.04％、V：0.02-0.04％、Al：0.02-0.05％、Ti≤0.009％、Cr≤0.06％、Ni≤0.3％、Mo：0.01-0.03％、Cu≤0.2％、N≤0.015％、稀土RE：0.0011-0.02％，O≤10ppm，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的S355NL钢，其特征在于，所述S355NL钢具有等轴组织，所述等轴组织中错配角度不小于15度的晶界在晶界中所占比例为86％以上；和/或
3.根据权利要求1或2所述的S355NL钢，其特征在于，所述稀土RE为铈Ce或钇Y；和/或
4.一种权利要求1-3任一项所述的S355NL钢的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的S355NL钢的制备方法，其特征在于，在所述冶炼步骤中：采用中频真空感应炉进行冶炼处理；
...【技术特征摘要】
1.一种s355nl钢，其特征在于，以质量百分比计，所述s355nl钢的化学成分包括：c：0.11-0.15％、si：0.15-0.25％、mn：1.27-1.40％、p≤0.013％、s≤0.005％、nb：0.03-0.04％、v：0.02-0.04％、al：0.02-0.05％、ti≤0.009％、cr≤0.06％、ni≤0.3％、mo：0.01-0.03％、cu≤0.2％、n≤0.015％、稀土re：0.0011-0.02％，o≤10ppm，余量为fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的s355nl钢，其特征在于，所述s355nl钢具有等轴组织，所述等轴组织中错配角度不小于15度的晶界在晶界中所占比例为86％以上；和/或
3.根据权利要求1或2所述的s355nl钢，其特征在于，所述稀土re为铈ce或钇y；和/或
4.一种权利要求1-3任一项所述的s355nl钢的制备方法，其特征在于，包括以下步...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙明月，杨建栋，谢碧君，徐斌，李殿中，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。