本发明专利技术提供一种高强度高韧性钢板，其按重量百分比计的化学成分为：C：0.015-0.10％，Si：0.005-0.6％，Mn：0.4-2.50％，P≤0.015％，S≤0.01％，Nb：0.003-0.12％，Ti：0.003-0.02％，Al≤0.06％，N：0.001-0.006％，B：0.0005-0.0025％，O≤0.008％，Zr：0.001-0.10％，余量为Fe和不可避免的其它杂质元素，其中C、B、Ti、N满足C+10B＝0.05-0.11，Ti/N＞3的要求。所述钢板的制造方法包括：连铸板坯热轧，其中板坯加热温度：1100-1200℃，再结晶区轧制温度：920-1130℃，非再结晶区轧制温度：880-730℃，终止冷却温度：200-550℃，冷却速度：3-25℃/s。得到的钢板屈服强度≥355MPa、抗拉强度≥490MPa、-40℃低温冲击功大于120J，适合用于船体结构。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及结构用钢及其制造方法，特别是涉及高强度低温冲击韧性优良的TMCP型含B元素船体结构及海洋平台用钢及其制造方法。
技术介绍
TMCP(控轧控冷)钢板具有高强度高韧性的特点，其应用领域除了造船领域外，还涉及了海洋结构件、管线管和建筑、桥梁等各种领域。TMCP是一项节约合金和能源的工艺，从环保方面来看，它也是一项意义深远的技术。而在代表当今船板生产最先进工艺的TMCP船板研发方面目前宝钢，鞍钢，新钢已取得突破。而国外先进钢铁企业在TMCP船板产品的 品种、规格、品质方面都非常完善。国外钢铁企业生产的高等级船板钢在国际船板市场上的竞争力更强，除了质量、钢级的优势，还有更重要的就是他们生产的船板钢的成本优势。结 合经济环保型的TMCP工艺与经济环保型的化学成分体系，日本钢铁企业生产出竞争力非常强大的高等级船板钢。如日本、韩国钢铁企业正在研究利用B元素在钢中的特殊作用，取代钢中贵重的Ni、Cr、Cu等合金元素，结合TMCP工艺控制轧制生产的含B船板钢相比传统的微合金高强船板钢，碳当量低，合金元素加入量少，对钢板加工性能、焊接性能有大幅提高，更重要的是节省贵重元素的添加，经济优势非常明显。早在20世纪二十年代就已经发现硼有提高钢的淬透性的作用，但因为找不到正确的加硼方法而未能得到实际应用，直到1937年美国解决了这一问题，才生产出世界上第一炉工业含硼钢。硼钢具有一系列优点只要加入极少量的硼，就能显著提高淬透性；硼钢的各种机械性能、工艺性能良好，价格低廉；硼的资源多，用量少，可以节约大量昂贵的合金元素，如Ni、Cr、Mo、Cu等，因此硼钢一诞生就受到广泛的注意，人们对硼钢的研究产生极大兴趣，硼钢很快被广泛用于高强钢板、高强螺栓、弹簧钢以及一般碳素结构钢等。硼的主要优点是钢中含量极少就会明显改变钢的淬透性，但这也是它的一个主要缺点，即钢板性能对硼含量的微小变化都十分敏感，因此，在炼钢时需要进行严格的控制，即使在对硼含量小心的控制后，还必须考虑到淬透性也会随着钢的碳含量、合金成分、晶粒尺寸、奥氏体化温度的变化而变化。钢中加入微量的硼，充分利用硼在相变动力学上的重要特性，加入硼可以明显抑制铁素体在奥氏体晶界上的形核，并可使贝氏体转变曲线变得扁平，从而在低碳的情况下，在较宽的冷却速度范围内可得到贝氏体组织。加入成本较低的硼元素，可以节约大量Ni、Cr、Cu、Mo等昂贵的合金元素。未来的钢铁业，节能环保型产品和低成本优势将是企业的最大竞争力，含B船板钢的开发将作为经济型节能船板市场的起点，为国内经济型高强船板市场占据有利位置奠定基础。CN101045976A公开了一种可超大线能量焊接低温用厚钢板，该专利申请采用低C-高Mn-Nb系低合金钢作为基础，适当提高Als的含量、C/Μη :0. 020-0. 050、Ti-B微合金化、Ca或REM处理、Ti/N :3. 0-3. 5。该专利Mn含量范围为I. 5-1. 8%,Ti/N值范围狭小，生产可制造性较差，且属于大线能量焊接钢板，在冶金机理上属于利用钢中析出粒子增加强韧性，与本专利技术钢板利用B元素增强钢板淬透性增强钢板强韧性机理不同，同时，本专利技术Mn含量范围在O. 4-2. 5%之间，Ti/N比可以在3. 5以上，明显增加可制造性。CN101050502A公开了一种大线能量焊接的高强度船板钢及其制造方法。该专利经炼钢、精炼后进行连铸、热轧，保持钢水中的氧含量在10-600ppm，用Fe-Ti合金或者金属Ti进行脱氧后加入Ca、Mg、Zr中的一种；再用Al线进行最终脱氧后加入B，铸坯经均热、轧后控制驰豫、在线冷却即可。与本专利技术相比，该专利利用弛豫析出技术控制析微细B析出粒子增强钢板的大线能量焊接性，同时加入Ca或Mg、或Zr夹杂物变质元素提高钢板的大线能量焊接热影响区焊接性能，本专利技术虽然也加入Zr，但Zr在钢中的作用主要是强碳化物析出强化和细化晶粒的作用，故在成分设计、强韧机理和轧制工艺上该专利皆与本专利技术不同
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有TMCP型低成本含B高强度高韧性船体结构用钢。为实现上述目的，本专利技术的具有优良低温韧性的TMCP型含B高强度高韧性钢板，其化学成分(重量百分比 wt% )为C 0. 015-0. 10%, Si 0. 005-0. 6%, Mn 0. 4-2. 50%,P 彡 O. 015 %, S ^ O. 01 %, Nb 0. 003-0. 12 %, Ti 0. 003-0. 02 %, Al ^ O. 06 %, N O.001-0. 006%,B :0. 0005-0. 0025%,0^0. 008%，余量为Fe和不可避免的其它杂质元素，其中 C、B、Ti、N 满足 C+1OB = O. 05-0. 11，Ti/N > 3 的要求。本专利技术的另一个目的是提供上述具有优良低温韧性的TMCP型含B高强度高韧性钢板的制造方法，该方法包括转炉或电炉冶炼，炉外精炼，连铸；热轧工艺板坯加热温度1100-1200°C，再结晶区轧制温度920-1130°C，非再结晶区轧制温度880-730°C，终止冷却温度200-550°C，冷却速度3_25°C /s。本专利技术采用低C和Nb-Ti-B微合金成分体系，并加入细化晶粒元素Zr，经转炉冶炼、LF+RH真空冶炼、连铸、控制轧制及控制冷却(TMCP)等工艺，生产制造屈服强度彡355MPa、抗拉强度彡490MPa、_40°C低温冲击功大于120J的高强度高韧性船体结构用钢。还可以达到屈服强度彡385MPa，抗拉强度彡5000MPa，延伸率彡25%, _40°C低温冲击功大于 300J。本专利技术从充分利用B元素的特性出发，在成分设计及工艺技术特点上不同于文献中报道专利，按本专利技术生产出的TMCP型低成本高强高韧船板，在_40°C具有> 120J的高低温冲击韧性，同时具有良好的焊接性能，以及更容易实现的可制造性。可以应用在船体结构和海洋平台用厚板。与上述现有技术相比，本专利技术的合金配方相对简单，充分利用B元素的淬透性对钢板强韧性的贡献，极大地降低了生产制造成本和增加了生产可制造性，同时低碳当量也显著改变钢板的焊接性能；它以低碳为特点，并利用特殊的成分配比和冶炼工艺保证B元素在钢中的有效作用得到了充分发挥，避免恶化钢板低温韧性的B元素C、N化物析出颗粒的形成，使得利用本专利技术生产的高强度船板钢产品具有_40°C下的夏比冲击功可以达到120J以上的优异低温韧性。具体实施例方式以下结合实施例对本专利技术的含B元素TMCP高强度高韧船板钢的特点和优点进行详细说明。本专利技术中，除非另有指明，含量均指重量百分比含量。为了实现提供含B元素TMCP高强度高韧船板钢的目的，各元素控制如下C碳钢中最经济、最基本的强化元素，通过固溶强化和析出强化对提高钢的强度有明显作用，但是提高C含量对钢的延性、韧性和焊接性有负面影响，因此近代钢的发展过程是不断降低C含量的过程。降低C含量一方面有助于提高钢的韧性，另一方面可改善钢的焊接性能，而在含B钢中，随着碳含量的增加，B元素增强钢板淬透性的作用将逐渐减弱，故本专利技术将C含量范围控制在O. 015-0. 10%，优选为C :0. 018-0. 096%。 Mn锰通过固溶强化提高钢的强度，是本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高强度高韧性钢板，其按重量百分比计的化学成分为：C：0.015？0.10％，Si：0.005？0.6％，Mn：0.4？2.50％，P≤0.015％，S≤0.01％，Nb：0.003？0.12％，Ti：0.003？0.02％，Al≤0.06％，N：0.001？0.006％，B：0.0005？0.0025％，O≤0.008％，Zr：0.001？0.10％，余量为Fe和不可避免的其它杂质元素，其中C、B、Ti、N满足C+10B＝0.05？0.11，Ti/N＞3的要求。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张才毅，高珊，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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