一种低压缩比690MPa级特厚钢板及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种低压缩比690MPa级特厚钢板及其制造方法，涉及钢铁冶炼技术领域，其化学成分及质量百分比如下：C：0.06%～0.10%，Si：0.20%～0.50%，Mn：1.45%～1.80%，P≤0.015%，S≤0.003%，Ni：1.20%～1.80%，Cu：0.10%～0.40%，Mo：0.10%～0.50%，Nb：0.010%～0.050%，V：0.001%～0.040%，Ti：0.001%～0.020%，Al：0.015%～0.040%，其余为Fe及不可避免的杂质。制得低温韧性优良，强韧性匹配好，120～160mm厚690MPa级特厚超高强钢板。

A 690mpa extra thick steel plate with low compression ratio and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
一种低压缩比690MPa级特厚钢板及其制造方法
本专利技术涉及钢铁冶炼
，特别是涉及一种低压缩比690MPa级特厚钢板及其制造方法。
技术介绍
690MPa级特厚超高强钢板是海洋装备、工程机械、锅炉容器等装备的基础钢铁材料。其中，海洋工程用钢铁材料是拓展海洋空间、开发海洋资源、提升海洋竞争力、维护海洋权益的基础材料保障。随着我国海洋经济逐步走向深海，海洋工程用钢向着特厚、超高强及低温韧性优良的方向发展，在特厚海洋工程用钢板的力学性能尤其是强韧性匹配等方面提出了更高的要求。受压缩比要求≥3:1的限制，随着钢板厚度的不断增大，轧制用坯料要求越来越厚。特厚钢板的轧制生产过程中，变形不均匀，轧制力难以有效渗透到钢板内部，致使钢板内部组织较为粗大，不利于低温韧性的改善。随着钢板厚度的增加，厚度效应逐渐显现，钢板内部的淬透性随着厚度的增加越来越差，低温韧性随之降低。如何解决特厚超高强钢板的低压缩比轧制生产，确保强韧性匹配优良成为一个重要方向。通过连铸坯生产的特厚超高强钢板，受到连铸坯厚度及压缩比等条件的限制，特厚超高强钢板厚度基本在150mm以内。如，CN106319380公开的一种低压缩比690MPa级特厚钢板及其制造方法，钢板最大厚度为115mm，100mm以上厚钢板需进行正火+淬火+回火等三次热处理。
技术实现思路
为了解决以上技术问题，本专利技术提供一种低压缩比690MPa级特厚钢板，其化学成分及质量百分比如下：C：0.06％～0.10％，Si：0.20％～0.50％，Mn：1.45％～1.80％，P≤0.015％，S≤0.003％，Ni：1.20％～1.80％，Cu：0.10％～0.40％，Mo：0.10％～0.50％，Nb：0.010％～0.050％，V：0.001％～0.040％，Ti：0.001％～0.020％，Al：0.015％～0.040％，其余为Fe及不可避免的杂质。技术效果：本专利技术优化了各组分的配比，从而制得低温韧性优良，强韧性匹配好，120～160mm厚690MPa级特厚超高强钢板。本专利技术进一步限定的技术方案是：前所述的一种低压缩比690MPa级特厚钢板，铸坯厚度为320～440mm，钢板厚度为120～160mm，压缩比为2.67～2.75。前所述的一种低压缩比690MPa级特厚钢板，其化学成分及质量百分比如下：C：0.063％～0.08％，Si：0.21％～0.35％，Mn：1.45％～1.50％，P≤0.015％，S≤0.003％，Ni：1.35％～1.50％，Cu：0.10％～0.23％，Mo：0.10％～0.30％，Nb：0.010％～0.020％，V：0.020％～0.030％，Ti：0.001％～0.010％，Al：0.015％～0.020％，其余为Fe及不可避免的杂质。前所述的一种低压缩比690MPa级特厚钢板，其化学成分及质量百分比如下：C：0.09％～0.10％，Si：0.42％～0.45％，Mn：1.53％～1.60％，P≤0.015％，S≤0.003％，Ni：1.55％～1.64％，Cu：0.25％～0.36％，Mo：0.45％～0.50％，Nb：0.030％～0.040％，V：0.020％～0.030％，Ti：0.008％～0.015％，Al：0.035％～0.040％，其余为Fe及不可避免的杂质。前所述的一种低压缩比690MPa级特厚钢板，其化学成分及质量百分比如下：C：0.09％～0.10％，Si：0.45％～0.49％，Mn：1.60％～1.72％，P≤0.015％，S≤0.003％，Ni：1.71％～1.80％，Cu：0.35％～0.40％，Mo：0.45％～0.50％，Nb：0.040％～0.050％，V：0.030％～0.040％，Ti：0.018％～0.020％，Al：0.035％～0.040％，其余为Fe及不可避免的杂质。本专利技术的另一目的在于提供一种低压缩比690MPa级特厚钢板的制造方法，包括铸坯冶炼→加热→轧制→加热→轧制→淬火→回火，铁水脱硫处理后控制S≤0.003％，转炉控制P≤0.015％，铸坯堆垛缓冷72h以上；粗轧，铸坯加热温度为1150～1250℃，均热时间为30～60min，出钢开轧温度为1000～1100℃，前三道次压单次压下量≥35mm，轧制成的中间坯厚度是成品厚度1.2～1.6倍，轧后空冷；二火轧制，将中间坯再次加热到850～930℃，在炉时间按1.0～1.5min/mm计算，均热时间为30～60min，开轧温度为780～880℃，轧制成成品厚度后空冷；淬火，淬火温度870～920℃，在炉时间按1.0～2.0min/mm+(10～100min)计算，出炉后水淬至室温；回火，回火温度580～680℃，在炉时间按1.0～3.0min/mm+(10～100min)计算，出炉后空冷。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术对钢的化学成分进行了限制，C是影响高强度钢力学性能的主要元素之一，是钢中最经济、最有效的强化元素，通过固溶强化和析出强化提高钢的强度，碳含量的提高对钢的塑性、韧性和焊接性能都有不利影响，高碳含量使得碳当量和焊缝敏感性指数相应提高，因此，本专利技术采用中低碳含量设计；Si是炼钢必要的脱氧元素，具有一定的固溶强化作用，硅含量过高，不利于钢板表面质量及低温韧性；Mn具有细化组织、提高强度及低温韧性的作用，而且成本低廉，锰含量过高时，易造成连铸坯偏析；Ni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，但随着镍含量增多，生产成本会显著增加；Cu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，铜含量过高影响钢的韧性，并引起回火脆性；Mo可以有效提高钢的淬透性，有助于特厚板心部组织的细化，但钼的合金成本高，大量添加时会增加成本，并降低韧性和可焊性；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，铌添加量较多时韧性降低，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；V钢中的强化元素，VC、V(CN)的析出强化明显提高钢的强度和低温韧性，钒能显著地改善低碳合金钢的焊接性能；Ti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；Al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；Mo、Cu、Ni复合添加，既能提高强度，又可以提高低温韧性，并且相对单独添加Ni，降低了合金成本；(2)本专利技术突破常规工艺压缩比限制，在进行必要的热处理后，利用320～440mm厚坯料生产120～160mm厚钢板，压缩比为2.67～2.75；(3)本专利技术钢板最大厚度达到160mm，屈服强度达到690MPa级，延伸率≥18％，低温冲击KV2(-40℃)＞100J，Z向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低压缩比690MPa级特厚钢板，其特征在于，其化学成分及质量百分比如下：C：0.06%～0.10%，Si：0.20%～0.50%，Mn：1.45%～1.80%，P≤0.015%，S≤0.003%，Ni：1.20%～1.80%，Cu：0.10%～0.40%，Mo：0.10%～0.50%，Nb：0.010%～0.050%，V：0.001%～0.040%，Ti：0.001%～0.020%，Al：0.015%～0.040%，其余为Fe及不可避免的杂质。/n

【技术特征摘要】
1.一种低压缩比690MPa级特厚钢板，其特征在于，其化学成分及质量百分比如下：C：0.06%～0.10%，Si：0.20%～0.50%，Mn：1.45%～1.80%，P≤0.015%，S≤0.003%，Ni：1.20%～1.80%，Cu：0.10%～0.40%，Mo：0.10%～0.50%，Nb：0.010%～0.050%，V：0.001%～0.040%，Ti：0.001%～0.020%，Al：0.015%～0.040%，其余为Fe及不可避免的杂质。


2.根据权利要求1所述的一种低压缩比690MPa级特厚钢板，其特征在于：铸坯厚度为320～440mm，钢板厚度为120～160mm，压缩比为2.67～2.75。


3.根据权利要求1所述的一种低压缩比690MPa级特厚钢板，其特征在于，其化学成分及质量百分比如下：C：0.063%～0.08%，Si：0.21%～0.35%，Mn：1.45%～1.50%，P≤0.015%，S≤0.003%，Ni：1.35%～1.50%，Cu：0.10%～0.23%，Mo：0.10%～0.30%，Nb：0.010%～0.020%，V：0.020%～0.030%，Ti：0.001%～0.010%，Al：0.015%～0.020%，其余为Fe及不可避免的杂质。


4.根据权利要求1所述的一种低压缩比690MPa级特厚钢板，其特征在于，其化学成分及质量百分比如下：C：0.09%～0.10%，Si：0.42%～0.45%，Mn：1.53%～1.60%，P≤0.015%，S≤0.003%，Ni：1.55%～1.64%，Cu：0.25%～0.36%，Mo：0.45%～0.50%，Nb：0.030%～0.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：李恒坤，赵晋斌，陈林恒，尹雨群，车马俊，邱保文，张晓雪，伯飞虎，
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