一种FO460海工厚板及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种FO460海工厚板及其制造方法，该钢板不含贵重的Ni、Cu元素，在满足船级社标准的化学成分范围内，保证性能优良的同时成本大幅降低。其屈服强度≥469MPa，抗拉强度≥577MPa，延伸率≥20.5％，Z向截面收缩率≥65％，力学性能满足各大船级社标准中对460级别F级超高强海工钢的性能要求。该制造方法通过洁净钢的冶炼，降低坯料偏析和疏松等内部缺陷；通过低温加热和粗轧大压下，破碎柱状晶和细化奥氏体晶粒；通过低温精轧累积变形以及较低温度控冷，得到控制热轧后晶粒大小的目的；热处理后，晶粒细小，组织均匀，内应力小。该钢板的生产工艺稳定，机械性能优良。

A FO460 Heavy Plate for Marine Engineering and Its Manufacturing Method

The invention discloses a FO460 marine thick plate and a manufacturing method thereof. The steel plate does not contain precious Ni and Cu elements, and guarantees excellent performance and greatly reduces cost within the range of chemical composition meeting the classification society standard. Its yield strength (> 469 MPa), tensile strength (> 577 MPa), elongation (> 20.5%) and Z-direction section shrinkage (> 65%) meet the performance requirements of grade 460 F ultra-high strength marine steel in the standards of major classification societies. By smelting clean steel, the internal defects such as slab segregation and porosity are reduced; columnar grains are broken and austenite grains are refined by low temperature heating and rough rolling; grain size after hot rolling is controlled by accumulative deformation at low temperature and controlled cooling at low temperature; after heat treatment, the grains are fine, the structure is uniform and the internal stress is small. The steel plate has stable production process and excellent mechanical properties.

【技术实现步骤摘要】
一种FO460海工厚板及其制造方法
本专利技术涉及一种海洋工程用钢，具体涉及一种FO460海工厚板及其制造方法。
技术介绍
海洋工程装备及高技术船舶作为高端装备制造的一部分，将大力发展深海探测、资源开发利用、海上作业保障装备及其关键系统和专用设备；推动深海空间站、大型浮式结构物的开发和工程化，必然对海洋平台用钢的需求量及要求也不断扩大，逐渐向高强度、厚规格方向发展。F级超高强海洋工程用钢为船舶和海洋工程焊接结构关键部位用钢，服役环境严苛，因此要求其具有高强度、高韧性、高塑性、易焊接等优异的综合性能。2017年起，BV、CCS、VL、LR、KR等船级社对超高强海工钢的交货条件提出新的要求即对于厚度＞50mm的钢板，必须加做板厚1/2冲击，但在提高钢板韧性指标要求的同时，对屈服强度的要求相应进行了降低。但一些更高要求的海洋平台的关键部位用钢对于厚度＞50mm的钢板，必须加做板厚1/2冲击，且屈服强度不允许降低要求，FO460海工钢就是其典型代表钢种。授权公告号CN101705439B的专利技术专利，公开了一种低温高韧性F460级超高强度造船用钢板及其制造方法，该钢板的制造方法为控轧控冷，然而海工装备制造企业对460MPaF级海工钢的性能均匀性、性能波动值要求非常高，均要求调质态交货，控轧控冷交货已无法满足要求；另外，该钢板的成分设计含有贵重元素Ni、Cu，并且该钢板的最大厚度只到60mm厚，满足不了F级超高强海工钢对厚板的供货要求。而常规调质态交货的460MPaF级海工钢均含有大量贵重元素Ni、Mo、Cu，价格昂贵，会大幅度提高海工装备企业的生产成本。专利技术内容专利技术目的：为了克服现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种FO460海工厚板，该钢板不含Ni、Cu等贵重元素，在保证性能的同时大幅度降低生产成本。本专利技术的另一目的是提供一种上述海工厚板的制造方法，该方法制造的海工厚板为调制态。技术方案：本专利技术所述的一种FO460海工厚板，其成分以质量百分比计含有C：0.06～0.09％，Si：0.20～0.40％，Mn：1.40～1.60％，P≤0.010％，S≤0.002％，Nb：0.010～0.030％，V：0.030～0.050％，Ti：0.007～0.020％，Cr：0.10～0.20％，Mo：0.07～0.25％，Al：0.025～0.050％，O≤18ppm，N≤38ppm，H≤2.0ppm，余量为Fe及不可避免的杂质。该钢板的厚度为40～90mm。该钢板的金相组织为低碳贝氏体组织、铁素体组织以及珠光体组织的组合。而本专利技术所述的一种上述FO460海工厚板的制造方法，包括如下工艺步骤：(1)炼钢：铁水脱硫的目标硫含量≤0.003％；转炉冶炼采用高吹低拉法或双渣法脱磷，转炉出钢挡渣；精炼采用白渣操作，白渣保持时间≥18min，精炼总时间≥38min；真空处理保持时间≥15min，真空处理后进行无缝钙线处理；(2)连铸：控制连铸中间包的目标温度比液相线温度高5～15℃，稳定控制拉速；(3)轧制：采用控轧控冷工艺，轧前将铸坯加热至1100～1160℃；然后分两阶段轧制，粗轧开轧温度980～1080℃，精轧开轧温度800～840℃；轧后层流冷却，终冷温度500～550℃，冷却速率5～8℃/s；(4)热处理：淬火处理的淬火温度为890～910℃，升温速率为1.4min/mm，保温时间为0～25min；回火处理的回火温度550～650℃，升温速率为2.0min/mm，保温时间为40～120min。有益效果：与现有技术相比，本专利技术的钢板不含贵重的Ni、Cu元素，在满足船级社标准的化学成分范围内，保证性能优良的同时成本大幅降低。其屈服强度≥469MPa，抗拉强度≥577MPa，延伸率≥20.5％，Z向截面收缩率≥65％，力学性能满足各大船级社标准中对460级别F级超高强海工钢的性能要求。该制造方法通过洁净钢的冶炼，降低坯料偏析和疏松等内部缺陷；通过低温加热和粗轧大压下，破碎柱状晶和细化奥氏体晶粒；通过低温精轧累积变形以及较低温度控冷，得到控制热轧后晶粒大小的目的；热处理后，晶粒细小，组织均匀，内应力小。该钢板的生产工艺稳定，机械性能优良。附图说明图1是本专利技术实施例1的90mm海工厚板的金相组织形貌图；图2是本专利技术实施例4的40mm海工厚板的金相组织形貌图。具体实施方式下面，结合实施例对本专利技术做进一步详细说明。本专利技术公开了一种FO460海工厚板及其制造方法，其中，该钢板的成分以质量百分比计含有C：0.06～0.09％，Si：0.20～0.40％，Mn：1.40～1.60％，P≤0.010％，S≤0.002％，Nb：0.010～0.030％，V：0.030～0.050％，Ti：0.007～0.020％，Cr：0.10～0.20％，Mo：0.07～0.25％，Al：0.025～0.050％，O≤18ppm，N≤38ppm，H≤2.0ppm，余量为Fe及不可避免的杂质。具体制造方法包括如下工艺步骤：(1)炼钢：按照洁净钢的冶炼及控制，铁水预处理进行降硫，铁水脱硫的目标硫含量≤0.003％；转炉冶炼采用高吹低拉法或双渣法脱磷，转炉出钢挡渣防止回磷；精炼采用白渣操作，并充分保证白渣精炼时间，白渣保持时间≥18min，精炼总时间≥38min，吸附夹杂物和减少钢中的S、O等元素含量；真空处理保持时间≥15min，降低H、N等有害元素含量；真空处理后进行无缝钙线处理，改善夹杂物形态；得到符合上述成分构成的钢液。(2)连铸：控制连铸中间包的目标温度比液相线温度高5～15℃，稳定控制拉速；得到内部质量优良的连铸坯。(3)轧制：采用控轧控冷工艺，轧前将铸坯加热至1100～1160℃，保证微合金元素固溶的情况下，使原始晶粒较为细小；然后分两阶段轧制，粗轧开轧温度980～1080℃，采用高温低速大压下来破碎柱状晶、焊合坯料内部缺陷、细化奥氏体晶粒；精轧开轧温度800～840℃，精轧后三道次累计压下率大于30％；轧后层流冷却，终冷温度500～550℃，冷却速率5～8℃/s；通过在未在结晶区的低温大变形诱导铁素体机制以及中低温控冷工艺，实现控制晶粒大小的目的。(4)热处理：淬火处理的淬火温度为890～910℃，升温速率为1.4min/mm，保温时间为0～25min，既保证钢板淬火前完全奥氏体化，又保证钢板淬火前组织细小均匀；回火处理的回火温度550～650℃，升温速率为2.0min/mm，保温时间为40～120min，保证了钢板通过回火进行组织调控的同时进行消应力处理，在钢板性能优良的情况下，防止钢板使用过程中出现切割变形。经过上述步骤后即得所述FO460海工厚板。具体的，提供四组实施例对本专利技术的FO460海工厚板及其制造方法做进一步详细说明。该四组实施例的钢板成分如表1所示：表1实施例1～4钢板的成分含量(以质量％计)各实施例的制造方法及技术参数如下：实施例1:生产90mm厚的FO460海工厚板，炼钢及连铸工艺：铁水脱硫后目标硫0.003％；转炉冶炼采用双渣法脱磷，转炉出钢挡渣；精炼采用白渣操作，白渣保持时间20分钟，精炼总时间40分钟；真空处理保持时间15分钟；真空处理后进行无缝钙线处理；连铸中包目标温度为液相线温度+10℃，拉速稳定。轧制工艺：采本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种FO460海工厚板，其特征在于，所述钢板的成分以质量百分比计含有C：0.06～0.09％，Si：0.20～0.40％，Mn：1.40～1.60％，P≤0.010％，S≤0.002％，Nb：0.010～0.030％，V：0.030～0.050％，Ti：0.007～0.020％，Cr：0.10～0.20％，Mo：0.07～0.25％，Al：0.025～0.050％，O≤18ppm，N≤38ppm，H≤2.0ppm，余量为Fe及不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种FO460海工厚板，其特征在于，所述钢板的成分以质量百分比计含有C：0.06～0.09％，Si：0.20～0.40％，Mn：1.40～1.60％，P≤0.010％，S≤0.002％，Nb：0.010～0.030％，V：0.030～0.050％，Ti：0.007～0.020％，Cr：0.10～0.20％，Mo：0.07～0.25％，Al：0.025～0.050％，O≤18ppm，N≤38ppm，H≤2.0ppm，余量为Fe及不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的FO460海工厚板，其特征在于，所述钢板的成分以质量百分比计含有C：0.07～0.09％，Si：0.20～0.30％，Mn：1.40～1.50％，P≤0.010％，S≤0.002％，Nb：0.020～0.030％，V：0.035～0.040％，Ti：0.010～0.020％，Cr：0.15～0.20％，Mo：0.07～0.15％，Al：0.030～0.040％，O≤18ppm，N≤38ppm，H≤2.0ppm，余量为Fe及不可避免的杂质。3.根据权利要求1所述的FO460海工厚板，其特征在于，所述钢板的厚度为40～90mm。4.根据权利要求2所述的FO460海工厚板，其特征在于，所述钢板的厚度为75～90mm。5.根据权利要求1所述的FO460海工厚板，其特征在于，所述钢...

【专利技术属性】
技术研发人员：车马俊，陈林恒，赵晋斌，崔强，付军，张晓雪，邱保文，
申请(专利权)人：南京钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32