正火型海洋工程装备用特厚低合金高强钢板及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种正火型海洋工程装备用特厚低合金高强钢板及其生产方法，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.15～0.17%、Si：0.25～0.35%、Mn：1.45～1.55%、P≤0.015%、S≤0.005%、Ni：0.15～0.20%、Nb：0.025～0.035%、TAl：0.020～0.050%、V：0.040～0.050%，Ceq：0.42～0.46%，余量为Fe和不可避免的杂质；所述生产方法包括冶炼、模铸、钢锭清理及堆垛缓冷、加热、轧制、热处理工序。本发明专利技术钢板满足用于大型海洋平台底座用低合金特厚钢板的要求，工艺简单，易于操作，成材率高，适合于所有有条件的厚板厂生产。

【技术实现步骤摘要】
正火型海洋工程装备用特厚低合金高强钢板及其生产方法
本专利技术属于冶金
，具体涉及一种正火型海洋工程装备用特厚低合金高强钢板及其生产方法。
技术介绍
近年来，随着能源资源的开发及向海洋领域的发展，海洋开发设备结构也大型化起来，其对钢板的要求越来越严格，尤其是对特厚板的强度、韧性、焊接性能及厚度方向性能的要求更高。板厚1/2处的力学性能不能满足板厚1/4处力学性能的要求这一问题，长期困扰正火型海洋工程装备用特厚低合金高强钢板的生产，成为急需解决的难题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种正火型海洋工程装备用特厚低合金高强钢板及其生产方法。该专利技术通过合理的成分设计,并通过后续的正火工艺及合理的快速冷却工艺处理，确保了正火型海洋工程装备用特厚低合金高强钢板力学性能的均匀性和良好的强韧性匹配，满足设计和使用要求，板厚1/2处的力学性能可以满足板厚1/4处力学性能的要求。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种正火型海洋工程装备用特厚低合金高强钢板，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.15～0.17%、Si：0.25～0.35%、Mn：1.45～1.55%、P≤0.015%、S≤0.005%、Ni：0.15～0.20%、Nb：0.025～0.035%、TAl：0.020～0.050%、V：0.040～0.050%，Ceq：0.42～0.46%，余量为Fe和不可避免的杂质。本专利技术所述钢板的最大厚度220mm。本专利技术所述钢板屈服强度≥355MPa、抗拉强度490～630MPa、延伸率≥21%、-40℃纵向冲击功≥100Ｊ本专利技术还提供了一种正火型海洋工程装备用特厚低合金高强钢板的生产方法，所述生产方法包括冶炼、模铸、钢锭清理及堆垛缓冷、加热、轧制、热处理工序；所述冶炼工序，冶炼钢水化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.15～0.17%、Si：0.25～0.35%、Mn：1.45～1.55%、P≤0.015%、S≤0.005%、Ni：0.15～0.20%、Nb：0.025～0.035%、TAl：0.020～0.050%、V：0.040～0.050%，Ceq：0.42～0.46%，余量为Fe和不可避免的杂质。本专利技术所述冶炼工序，钢水先经电炉冶炼，熔化期采用大渣量流渣操作，避渣出钢；出钢后钢水送入LF精炼炉内进行LF精炼，快速脱氧、脱S，调整温度、成分后扒除还原渣；钢水温度达到1540～1560℃时转入真空炉，在VD/VOD炉重新造还原渣进行真空脱气处理，真空前加入CaSi块，球化夹杂，真空处理过程中真空度≤66Pa，保持时间≥20min。本专利技术所述模铸工序，将冶炼后的钢水经模铸造成钢锭，液相线温度：TLL=1510～1535℃；吊包温度：T=1550～1560℃。本专利技术所述钢锭清理及堆垛缓冷工序，将钢锭热送轧钢，带温清理，带温清理温度≥100℃；清理后若不能及时装炉，应堆垛缓冷，防止炸裂。本专利技术所述加热工序，钢锭入炉焖钢50～70min，采用低速烧钢，1000℃以下升温速度≤100℃/h，最高加热温度1230～1250℃，然后保温350～450min。本专利技术所述轧制工序，奥氏体再结晶区采取高温低速、大压下轧制，使变形得到充分的渗透，得到均匀、细小的再结晶组织，具体为：轧制温度为950～1150℃，单道次压下量为10～25%，累计压下率为40～70%，终轧温度870～890℃；轧后自然冷却。本专利技术所述热处理工序，正火温度900～920℃，保温时间2.5min/mm*H，H为成品钢板厚度，单位为mm；并辅以水槽加速冷却，冷却时间6～8min。本专利技术正火型海洋工程装备用特厚低合金高强钢板标准参考《英国劳氏船级社材料制造、试验和认证规范》；钢板探伤标准参考EN10160。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本专利技术采用钢锭生产，经过合理的热处理工艺，即可实现满足220mm大厚度钢板良好的综合性能，同时又降低了生产成本；规格范围广，满足了不断增长用量的市场需求。2、本专利技术采用电炉+真空+模铸，所得低合金高强钢板的P、S含量低，钢质纯净。3、本专利技术采用钢锭直接成材，减少了锻造开坯的工序，缩短了生产周期，显著降低了成本。4、本专利技术采用正火+快速水冷的热处理工艺，为特厚钢板热处理工艺理论的发展提供了实践依据，丰富了特厚板热工艺理论。5、本专利技术钢板屈服强度屈服强度≥355MPa、抗拉强度490～630MPa、延伸率≥21%、-40℃纵向冲击功≥100Ｊ；板厚1/2处的力学性能可以满足板厚1/4处力学性能的要求。6、本专利技术优化了钢锭合金成分，钢锭成分比较均匀；钢板内在组织致密，低倍缺陷控制较低，钢板低倍组织无裂纹、气孔等危害缺陷，其疏松和偏析级别≤1.0级。7、本专利技术所得钢板具有良好的各向同性、冲击韧性和Z向性能，满足用于大型海洋平台底座用低合金特厚钢板的要求；且其工艺简单，易于操作，成材率高，适合于所有有条件的厚板厂生产。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细的说明。实施例1本实施例正火型海洋工程装备用特厚低合金高强钢板的钢种ＥＨ36，钢板厚度为220mm，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.16%、Si：0.28%、Mn：1.50%、P：0.011%、S：0.001%、Ni：0.16%、Nb：0.029%、TAl：0.049%、V：0.048%，Ceq：0.44%，余量为Fe和不可避免的杂质。本实施例正火型海洋工程装备用特厚低合金高强钢板的生产方法包括冶炼、模铸、钢锭清理及堆垛缓冷、加热、轧制、热处理工序，具体工艺步骤如下所述：（1）冶炼工序：将钢水先经电炉冶炼，再送入LF精炼炉精炼并调整成分，钢水温度达到1560℃时，转入真空脱气炉（VD炉）真空处理，真空前加入CaSi块，球化夹杂，真空处理真空度66Pa，真空保持时间20min；（2）模铸工序：将冶炼后的钢水经模铸造成钢锭，液相线温度：TLL=1515℃；吊包温度：T=1555℃；（3）钢锭清理及堆垛缓冷工序：将钢锭热送轧钢，带温清理，带温清理温度为400℃；清理后若不能及时装炉，应堆垛缓冷，防止炸裂；（4）加热工序：钢锭入炉焖钢60min，采用低速烧钢，1000℃以下升温速度100℃/h，最高加热温度1240℃，然后保温360min；（5）轧制工序：奥氏体再结晶区轧制温度为1100℃，单道次压下量为20%，累计压下率为60%，终轧温度890℃；轧后自然冷却；对扩氢后的钢板整板按照相应的探伤标准进行超声波探伤，钢板探伤结果可合EN10160标准S2E2；（6）热处理工序：本专利技术所述热处理工序，正火温度915℃，保温时间2.5min/mm；并辅以水槽加速冷却，冷却时间6min。本实施例所得正火型海洋工程装备用特厚低合金高强钢板力学性能见表1，钢板内在组织致密，低倍缺陷控制较低，钢板低倍组织无裂纹、气孔等危害缺陷，其疏松和偏析级别≤1.0级，力学性能较好，满足用于大型海洋平台底座用低合金特厚钢板的要求。实施例2本实施例正火型海洋工程装备用特厚低合金高强钢板的钢种ＥＨ36，钢板厚度为210mm，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.15%、Si：0.30%、Mn：1.49%、P：0.010%、S：0.003%、Ni：0.1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种正火型海洋工程装备用特厚低合金高强钢板，其特征在于，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.15～0.17%、Si：0.25～0.35%、Mn：1.45～1.55%、P≤0.015%、S≤0.005%、Ni：0.15～0.20%、Nb：0.025～0.035%、TAl：0.020～0.050%、V：0.040～0.050%，Ceq：0.42～0.46%，余量为Fe和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种正火型海洋工程装备用特厚低合金高强钢板，其特征在于，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.15～0.17%、Si：0.25～0.35%、Mn：1.45～1.55%、P≤0.015%、S≤0.005%、Ni：0.15～0.20%、Nb：0.025～0.035%、TAl：0.020～0.050%、V：0.040～0.050%，Ceq：0.42～0.46%，余量为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的一种正火型海洋工程装备用特厚低合金高强钢板，其特征在于，所述钢板的最大厚度220mm。3.根据权利要求1所述的一种正火型海洋工程装备用特厚低合金高强钢板，其特征在于，所述钢板屈服强度≥355MPa、抗拉强度490～630MPa、延伸率≥21%、-40℃纵向冲击功≥100Ｊ。4.基于权利要求1-3任意一项所述的一种正火型海洋工程装备用特厚低合金高强钢板的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括冶炼、模铸、钢锭清理及堆垛缓冷、加热、轧制、热处理工序；所述冶炼工序，冶炼钢水化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.15～0.17%、Si：0.25～0.35%、Mn：1.45～1.55%、P≤0.015%、S≤0.005%、Ni：0.15～0.20%、Nb：0.025～0.035%、TAl：0.020～0.050%、V：0.040～0.050%，Ceq：0.42～0.46%，余量为Fe和不可避免的杂质。5.根据权利要求4所述的一种正火型海洋工程装备用特厚低合金高强钢板的生产方法，其特征在于，所述热处理工序，正火温度900～920℃，保温时间2.5min/m...

【专利技术属性】
技术研发人员：李杰，张伟军，吕建会，张朋，庞辉勇，龙杰，郭恒斌，任鑫磊，张亚丽，张西忠，贺霄，
申请(专利权)人：舞阳钢铁有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河南,41