低成本、高止裂及高焊接性YP460MPa级厚钢板及其制造方法技术

低成本、高止裂及高焊接性YP460MPa级厚钢板及其制造方法，采用低C‑低Si‑中高Mn‑Nb系低合金钢作为基础，控制Mn/C≥17、(％C)×[1+1.72(％Mn)+6.17(％P)

【技术实现步骤摘要】
低成本、高止裂及高焊接性YP460MPa级厚钢板及其制造方法
本专利技术涉及到在一种低成本、高止裂及高焊接性YP460MPa级厚钢板及其制造方法，其钢板的板厚≥80mm，屈服强度≥460MPa、抗拉强度≥570MPa、-50℃的夏比冲击功(单个值)≥100J、Kca(-20°℃)≥6000N/mm3/2，且可以实现大热输入焊接与低成本制造。
技术介绍
众所周知，低碳(高强度)低合金钢是最重要工程结构材料之一，广泛应用于石油天然气管线、海洋平台、船舶制造、桥梁结构、锅炉压力容器、建筑结构、汽车工业、铁路运输及机械制造之中。低碳(高强度)低合金钢性能取决于其化学成分、制造过程的工艺制度，其中强度、韧性和焊接性是低碳(高强度)低合金钢最重要的性能，它最终决定于成品钢材的显微组织状态。随着科技不断地向前发展，人们对钢的强韧性、焊接性提出更高的要求，即在维持较低制造成本的同时大幅度地提高钢板的综合机械性能和使用性能，以减少钢材的用量而节约成本，减轻钢构件自身重量、稳定性和安全性。目前世界范围内掀起了发展新一代高性能钢铁材料的研究高潮，通过合金组合设计、革新控轧/TMCP技术及热处理工艺获得更好的显微组织匹配，从而使钢板得到更优良强韧性、强塑性匹配、耐海水腐蚀性、更优良的焊接性及抗疲劳性能；本专利技术钢板正是采用上述技术，低成本地开发出强韧性、强塑形匹配及低温韧性优良且可大热输入焊接的重钢结构用宽厚钢板。现有技术在制造屈服强度≥420MPa、-60℃的低温冲击韧性≥34J的中厚钢板时，一般要在钢中添加一定量的Ni或Cu+Ni元素(≥0.30％)【TheFirth(1986)internationalSymposiumandExhibitonOffshoreMechanicsandArcticEngineering，1986，Tokyo，Japan，354；“DEVELOPMENTSINMATERIALSFORARCTICOFFSHORESTRUCTURES”；“StructuralSteelPlatesforArcticUseProducedbyMultipurposeAcceleratedCoolingSystem”(日文)，川崎制铁技报，1985，No.168～72；“ApplicationofAcceleratedCoolingForProducing360MPaYieldStrengthSteelplatesofupto150mminThicknesswithLowCarbonEquivalent”，AcceleratedCoolingRolledSteel，1986，209～219；“HighStrengthSteelPlatesForIce－BreakingVesselsProducedbyThermo－MechanicalControlProcess”，AcceleratedCoolingRolledSteel，1986，249～260；“420MPaYieldStrengthSteelPlatewithSuperiorFractureToughnessforArcticOffshoreStructures”，Kawasakisteeltechnicalreport，1999，No.40，56；“420MPaand500MPaYieldStrengthSteelPlatewithHighHAZtoughnessProducedbyTMCPforOffshoreStructure”，Kawasakisteeltechnicalreport，1993，No.29，54；“ToughnessImprovementinBainiteStructurebyThermo-MechanicalControlProcess”(日文)住友金属，Vol.50,No.1(1998),26；“冰海地区使用的海洋平台结构用钢板”(日文)，钢铁研究，1984，第314号，19～43】，以确保母材钢板具有优异的低温韧性，采用＜50KJ/cm的热输入焊接时，热影响区HAZ的韧性也能够达到-60℃Akv≥34J；但是采用超大热输入(≥100KJ/cm)焊接时，焊接热影响区(HAZ)的低温韧性一般比较难以达到，热影响区(HAZ)低温韧性发生严重劣化。大量专利文献只是说明如何实现母材钢板的低温韧性，对于如何在焊接条件下，获得优良的热影响区(HAZ)低温韧性说明的较少，尤其采用超大热输入焊接时如何保证热影响区(HAZ)的低温韧性少之又少，且为了保证钢板的低温韧性，钢中一般均加入一定量的Ni或Cu+Ni元素，钢板超大热输入焊接热影响区(HAZ)低温韧性也很少能够达到-60℃(日本专利昭63-93845、昭63-79921、昭60-258410、特平开4-285119、特平开4-308035、平3-264614、平2-250917、平4-143246、美国专利USPatent4855106、USPatent5183198、USPatent4137104)。目前改善超大热输入焊接钢板热影响区(HAZ)低温韧性的只有日本新日铁公司采用氧化物冶金技术(美国专利USPatent4629505、WO01/59167A1)，即在大热输入焊接过程中，在熔合线附近，由于长时间高温作用，TiN粒子发生溶解而失去作用，Ti2O3比TiN更加稳定，即使到达钢的熔点，也不会发生溶解。Ti2O3粒子可成为奥氏体晶内针状铁素体形核位置，促进奥氏体晶内针状铁素体(acicularferrite－AF)形核，有效地分割奥氏体晶粒，细化HAZ组织，形成高强高韧性的针状铁素体组织，或采用MgO粒子钉扎超高温奥氏体晶界，保证在超大热输入焊接热循环过程中，奥氏体晶粒细小均匀，确保焊接热影响区组织均匀细小，具有较高的低温韧性与止裂特性；但这类技术基本没有涉及超厚钢板的超大热输入焊接情况。。中国专利申请号ZL201410300713.X、ZL201310244712.3、ZL201310244706.8、ZL201310124065.2、ZL201310244713.8、ZL201210209637.2、ZL201410815614.5、201710183350.X、及申请号201910149978.7，都是宝钢开发出来的系列可大热输入焊接的各类低温钢板，为了保证大热输入焊接热影响区低温韧性，钢板(尤其超厚钢板)中均添加一定数量贵重合金元素Cu、Ni，当屈服强度YP达到460MPa时，适当添加少量的Mo，钢板大热输入焊接性能虽然较好，但焊接热影响区韧性，尤其超厚钢板焊接热影响区低温韧性不太稳定，存在一定的波动，尤其止裂特性-20℃条件下高止裂特性(Kca(-20°℃)≥6000N/mm3/2)不但母材钢板没有涉及，更不用说焊接热影响区HAZ的高止裂特性了；此外超厚钢板制造成本也较高，更没有涉及特厚钢板的高止裂特性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低成本、高止裂及高焊接性YP460MPa级厚钢板及其制造方法，通过少量添加Ni、Cu及Mo贵重元素，低成本地组合成分设计，配合TMCP工艺，成功解本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.低成本、高止裂及高焊接性YP460MPa级厚钢板，其成分重量百分比为：/nC：0.050％～0.090％/nSi：0.01～0.10％/nMn：1.40％～1.70％/nP：≤0.013％/nS：≤0.0030％/nCu：≤0.30％/nNi：0.10％～0.35％/nMo：≤0.15％/nNb：0.010％～0.030％/nTi：0.008％～0.015％/nB：0.0015％～0.0030％/nN：0.0050％～0.0080％/nAl：≤0.010％/nCa：0.0010％～0.0030％，/n其余为Fe和不可避免的杂质；且上述元素含量必须同时满足如下关系：/nMn/C≥17；/n(％C)×[1+1.72(％Mn)+6.17(％P)

【技术特征摘要】
1.低成本、高止裂及高焊接性YP460MPa级厚钢板，其成分重量百分比为：
C：0.050％～0.090％
Si：0.01～0.10％
Mn：1.40％～1.70％
P：≤0.013％
S：≤0.0030％
Cu：≤0.30％
Ni：0.10％～0.35％
Mo：≤0.15％
Nb：0.010％～0.030％
Ti：0.008％～0.015％
B：0.0015％～0.0030％
N：0.0050％～0.0080％
Al：≤0.010％
Ca：0.0010％～0.0030％，
其余为Fe和不可避免的杂质；且上述元素含量必须同时满足如下关系：
Mn/C≥17；
(％C)×[1+1.72(％Mn)+6.17(％P)1/2+11.36(％P)1/2]≤0.52；
0.20≤B/N≤0.40；
[T开轧×1.4×(％Ceq)×V冷速]/(ξ×T停冷)≥0.105，其中，
T开轧为未再结晶控轧开轧温度，T开轧＝760-0.30t，单位为℃；
Ceq为碳当量，
(％Ceq)＝(％C)+(％Mn)/6+(％Si)/24+(％Ni)/40+(％Cr)/5+(％Mo)/4+(％V)/14；
V冷速为钢板加速冷却速度，单位为℃/s；
ξ为未再结晶控轧累计压下率，单位为％；
T停冷为加速冷却停冷温度，T停冷＝400-0.75t，单位为℃；
t为成品钢板厚度，单位mm；
Ca处理，且Ca/S比控制在1.0～3.0之间及(％Ca)×(％S)0.28≤1.0×10-3。


2.如权利要求1所述的低成本、高止裂及高焊接性YP460MPa级厚钢板，其特征是，所述钢板的显微组织为均匀细小的铁素体+弥散分布的贝氏体，显微组织平均晶粒尺寸在15μm以下。

【专利技术属性】
技术研发人员：刘自成，刘斌，钟武波，胡战，
申请(专利权)人：宝钢湛江钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44