本发明专利技术是一种低压缩比特厚超高强应变时效的海洋工程钢板的制造方法，通过转炉冶炼，LF及RH精炼，对控轧控冷工艺的合理设定及优化，进行调质热处理。本发明专利技术钢板性能良好，抗拉强度为780～850MPa，屈服强度为720～800MPa，延伸率为18～21%，-40℃低温横向冲击≥120J，-40℃低温时效冲击性能≥100J，具有超高强、高韧及优异的低温时效韧性，生产工艺稳定。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种钢板的制造方法，具体的说是一种。
技术介绍
随着经济社会的发展，人类对能源的消耗增速呈指数型增长。陆生能源日趋枯竭，海洋能源日渐成为世界各国竞相开采的一片蓝海。据报道，海洋待开发石油资源量(含凝析油)548亿吨，待开发天然气资源量78. 5万亿立方米，分别占世界待开发油气资源量的47%和46%，全球海洋油气资源潜力巨大。可见，作为海上油气钻采作业的海洋工程装备前景广阔，而对海洋工程用钢，其强度、低温韧性、耐蚀性等方面有了更高的要求。目前，国内海洋工程用超高强钢以进口为主，尽管国内部分钢企所开发的550MPa级海洋工程用钢获得国际上主要船级社认证，并将产品推向市场。但是，超高强度高韧性的690Mpa级海洋工程用钢，目前市场占有率低。海洋工程用钢服役环境恶劣性，要求钢板具有高强、高韧等优异性能的同时，还应具有一定的低温应变时效性能。应变时效是存在于钢材中较普遍的现象，海洋工程设备建造过程中，钢板要经受包括冷矫、辊弯、模压、卷边和折边弯等冷加工塑性变形，在冷加工过程中由于出现了应变时效会使钢板强度上升，塑性和韧性下降，应变时效性能差可能成为海洋工程设备安全隐患之一。可见，应变时效性能是海洋工程用钢关键性能指标之一。目前，国内多家钢企生产的厚度60mm以下规格的钢板，采用调质态交货，性能较为稳定，但厚度规格不能满足海洋工程用钢发展的需求。随着海洋工程用钢厚度的增加，60mm以上的钢板需求量越来越大。一般钢企生产60mm以上钢板的性能不够稳定，应变时效后冲击韧性会出现较大波动。为了保证钢板在使用过程中的性能稳定性及使用安全性，有必要对钢板的强度、塑性、低温韧性及应变时效性能与其成分、工艺的关系进行深入的研究与分析，开发一种特厚超高强应变时效性能优异的海洋工程用钢，得以满足钢材在恶劣的海洋环境下应用的要求。现有关于海洋工程用钢制造方法的专利，主要是通过控轧控冷和热处理方法获得海洋工程用钢板，具体生产方法如下 中国专利CN 101709432公开了一种大厚度调质型海洋平台用钢，工艺流程为电炉冶炼一VD炉真空处理一LF处理一浇铸，碳成分设计为O. 16 O. 18%，获得大厚度的超高强度，高韧性海洋工程用钢。由于碳成分设计为中碳，且加入大量影响焊接性能的合金及微合金元素，碳当量较高，恶化钢板的焊接性能。中国专利CN 102400043公开了一种大厚度海洋工程用钢板及生产方法，工艺流程为电炉冶炼一VD炉真空脱氧一浇铸，钢坯进行两阶段轧制，随后调质处理，获得大厚度海洋工程用钢板，抗拉强度为530 650MPa之间。该钢种强度偏低，已不能适应海洋工程用钢的需求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是为了克服现有技术的缺点和不足，考虑到海洋工程用钢板的超高强度、高韧性及优异应变时效性能等，提出一种，该方法通过合理的成分设计，控轧控冷工艺及合理的调质工艺，获得性能优异的超高强海洋工程用钢板，有效地增强了低合金钢的抗应变时效能力，且织为均匀的回火索氏体组织。本专利技术解决以上技术问题的技术方案是 ，钢板的化学成分重量百分比为C 0. 05 O. 09%, Si 0. 20 O. 35%, Mn 1. 10 1. 60%, P S O. 010%, S :彡 O. 0020%,N1:0. 70 1. 30%, Cr :0. 25 O. 50%, Cu :0. 15 O. 50%, Mo :0. 40 O. 60%, Nb :0. 030 O. 050%, T1:0. 005 O. 020%, Alt :0. 020 O. 040%，其余为 Fe 及不可避免的杂质； 化学成分是影响连铸坯内部质量与高强钢板性能的关键因素之一，本专利技术为了使所述钢获得优异的综合性能，对所述钢的化学成分进行了限制，低碳、低磷和低硫的控制，并与其他微量合金元素配合，可以有效地增强低合金钢的抗应变时效能力，各成分的限制具体原因在于 C :碳是影响超高强度钢力学性能的主要元素，通过间隙固溶提高钢的强度，当碳含量低于O. 04时强度 低，含量过高，则存在韧性和可焊性变差的缺点。为了改善钢板焊接性能，本专利技术碳含量控制在O. 05 O. 09%。S1:硅是炼钢必要的脱氧元素，同时具有一定的固溶强化作用，但硅含量过高，不利于钢板表面质量及低温韧性，本专利技术娃含量控制在O. 20 O. 35%。Mn:锰具有细化组织、提高强度及低温韧性的作用。在调质钢中可以增加钢的淬透性，而且成本低廉。锰含量过高时，易造成连铸坯偏析。本专利技术锰含量控制在1. 10 1. 60%。N1:镍能提高钢的强度、韧性及耐腐蚀性能，抑制碳从奥氏体中脱溶，降低晶界碳化物析出倾向，显著减少晶间碳化物数量。但是钢中镍含量过高，生产成本会显著增加，本专利技术镍含量控制在O. 70 1. 30%。Cr、Cu :铬与铜是提高钢淬透性的元素，能够抑制多边形铁素体和珠光体的形成，促进低温组织贝氏体或马氏体的转变。铬与铜含量过高影响钢的韧性，并引起回火脆性，本专利技术中铬含量控制在O. 25 O. 50%，铜含量控制在O. 15 O. 50%。Mo:钥能够显著提高钢的淬透性，大量添加时会增加成本，并降低韧性和可焊性。本专利技术钥含量控制在O. 40 O. 60%。Nb:微量铌对奥氏体晶界具有钉扎作用，抑制形变奥氏体的再结晶，并在冷却或回火时形成析出物，提高强度和韧性。铌添加量小于O. 030%时效果不明显，大于O. 050%时韧性降低，并引起连铸坯表面裂纹产生，此外对焊接性能也有恶化作用。本专利技术铌含量控制在O. 030 O. 050%。T1:钛能固定钢中的气体氮，形成氮化钛，阻止在加热、轧制、焊接过程中的晶粒长大，改善母材和焊接热影响区的韧性。本专利技术钛成分控制在O. 005 O. 020%。Al :铝是一种重要的脱氧元素，钢水中加入微量的铝，可以有效减少钢中的夹杂物含量，并细化晶粒。但过多的铝，会促进连铸坯产生表面裂纹降低板坯质量，全铝含量应控制在 O. 020 O. 040%ο钢中的杂质元素，如S、P等，会严重损害所述钢和焊接近焊缝区的低温韧性，增加连铸坯偏析程度。因此，硫、磷含量应分别控制在彡O. 0020%和彡O. 010%以下。其它不可避免的杂质元素，分别控制为0 ( O. 0015%, N彡O. 0040%, H彡O. 00010%, As ( O. 012%,Pb ( O. 010%, Sn ( O. 010%, Sb ( O. 010%。制造方法包括以下步骤 冶炼连铸工艺流程为铁水脱硫预处理一转炉冶炼一LF精炼一RH真空处理一静搅一连铸，铁水脱硫处理后硫含量控制在[S] < 0.002%，转炉冶炼采用双渣法严格控制[P]含量，即转炉冶炼时倒两次洛，倒两次渣减少钢渣中P向钢液中的回流，LF精炼采用白渣操作脱硫脱氧，RH抽真空处理严格控制气体含量，利用钢液中气体正压溢出控制氢气气体含量；连铸控制中包温度在液相线以上10 15°C ;连铸坯下铺上盖，堆垛缓冷72— 240小时；轧制采用控轧控冷，连铸坯加热温度为1180-1200°C，采用奥氏体再结晶区和未再结晶区两阶段控制轧制，粗轧采用道次大压下量破碎奥氏体晶粒，道次压下量> 20mm (压下量越大轧制力本文档来自技高网...
【技术保护点】
低压缩比特厚超高强应变时效的海洋工程钢板的制造方法，其特征在于：所述钢板的化学成分重量百分比为：C：0.05～0.09%，Si：0.20～0.35%，Mn：1.10～1.60%，P：≤0.010%，S：≤0.0020%，Ni：0.70～1.30%，Cr：0.25～0.50%，Cu：0.15～0.50%，Mo：0.40～0.60%，Nb：0.030～0.050%，Ti：0.005～0.020%，Alt：0.020～0.040%，其余为Fe及不可避免的杂质；所述制造方法包括以下步骤：冶炼连铸：工艺流程为铁水脱硫预处理→转炉冶炼→LF精炼→RH真空处理→静搅→连铸，铁水脱硫处理后硫含量控制在[S]≤0.002%，转炉冶炼采用双渣法严格控制[P]含量，即转炉冶炼时倒两次渣，倒两次渣减少钢渣中P向钢液中的回流，LF精炼采用白渣操作脱硫脱氧，RH抽真空处理严格控制气体含量，利用钢液中气体正压溢出控制氢气气体含量；连铸控制中包温度在液相线以上10?15℃；连铸坯下铺上盖，堆垛缓冷72?240小时；轧制：采用控轧控冷，连铸坯加热温度为1180?1200℃，采用奥氏体再结晶区和未再结晶区两阶段控制轧制，粗轧采用道次大压下量破碎奥氏体晶粒，道次压下量≥20mm，粗轧终轧温度为1030?1080℃；精轧开轧温度为850?870℃，精轧终轧温度为830?850℃，轧后钢板获得贝氏体组织；轧后控制冷却，返红温度为600?640℃，随后空冷；热处理：钢板加热到Ac3之上30?50℃完全奥氏体化，保温30?50min进行淬火热处理，淬火温度在890?910℃，淬火时间为5?10min，淬火后钢板获得均匀的板条状马氏体组织；淬火态钢板在590?630℃进行回火热处理，回火时间为1.5?2.5min/mm×板厚+30min，回火后钢板获得均匀的回火索氏体组织。...
【技术特征摘要】
1.低压缩比特厚超高强应变时效的海洋工程钢板的制造方法，其特征在于所述钢板的化学成分重量百分比为c 0. 05 O. 09%, S1:0. 20 O. 35%, Mn :1. 10 1. 60%, P (O. 010%, S ^ O. 0020%, N1:0. 70 1. 30%, Cr :0. 25 O. 50%, Cu :0. 15 O. 50%, Mo O.40 O. 60%, Nb 0. 030 O. 050%, Ti 0. 005 O. 020%, Alt 0. 020 O. 040%,其余为 Fe及不可避免的杂质； 所述制造方法包括以下步骤 冶炼连铸工艺流程为铁水脱硫预处理一转炉冶炼一LF精炼一RH真空处理一静搅一连铸，铁水脱硫处理后硫含量控制在[S] ( O. 002%，转炉冶炼采用双渣法严格控制[P]含量，即转炉冶炼时倒两次洛，倒两次渣减少钢渣中P向钢液中的回流，LF精炼采用白渣操作脱硫脱氧，RH抽真空处理严格控制气体含量，利用钢液中气体正压溢出控制氢气气体含量；连铸控制中包温度在液相线以上10-15°C ;连铸坯下铺上盖，堆垛缓冷72-240小时； 轧制采用控轧控冷，连铸坯加热温度为1180-1200°C，采用奥氏体再结晶区...
【专利技术属性】
技术研发人员：李恒坤，崔强，刘朝霞，车马俊，邓伟，
申请(专利权)人：南京钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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