一种厚规格FH690级超高强度海工钢板及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种厚规格FH690级超高强度海工钢板及其制备方法，组分如下：C0.08%~0.16%、Si0.15%~0.35%、Mn0.80%~1.50%、Cr0.40%~0.60%、Ni1.00%~1.65%、Mo0.20%~0.50%、Cu0.10%~0.35%、Nb0.02%~0.04%、V0.04%~0.06%、Zr0.01%~0.03%、B0.001%~0.002%、Alt0.02%~0.05%、P≤0.015%、S≤0.005%、N≤0.006%，余量为Fe。所生产的钢板具有良好的强韧性匹配，优良的综合力学性能，满足船级社对FH690级钢板的要求，制造工艺简单，适应性广。适应性广。适应性广。

【技术实现步骤摘要】
一种厚规格FH690级超高强度海工钢板及其制备方法


[0001]本专利技术属于钢铁材料
，涉及一种厚规格FH690级超高强度海工钢板及其制备方法，尤其是一种厚度50mm~100mm的FH690级超高强度海洋工程结构用调质钢板及其制备方法。

技术介绍

[0002]当今世界，资源的开发、利用和战略储备已成为制约一个国家发展的重要因素。地球上绝大部分资源蕴藏在海洋，各国都在积极开发各自的海域，建造了多种海洋工程装备。多变复杂的海洋服役环境决定了海洋工程用钢必须具有高强度、高韧性、抗疲劳、抗层状撕裂、良好的焊接性以及好的加工性等性能，这对于保证操作人员的安全、提高海洋工程装备的使用寿命及开发海洋资源具有重要意义。F级高强韧大厚度海工钢是未来重要的发展方向，也是目前国内高端板材市场的紧缺品种。其中FH690级别海工钢要求屈服强度≥690MPa，抗拉强度≥770MPa，低温冲击要通过
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60℃考核，具备极高的强韧性，在整个厚度上具有组织和性能均匀性，这对材料的成分和工艺设计提出了很高的挑战。
[0003]目前很多钢厂公布了690MPa级海工钢的生产工艺，公开号CN113549827A的专利文件“一种低温韧性优异的FH690级海工钢及其制造方法”、公开号CN101984119A的专利文件“NV
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F690超高强度船板钢及其制备方法”和公开号CN109055657A的专利文件“690MPa级低成本高强韧性贝氏体钢板及其生产工艺”，采用在线淬火方式生产的690MPa级别钢板，最大厚度只有40mm~60mm，生产的规格范围受限，此材质需求量较大的反而是厚度≥50mm的厚规格钢板。
[0004]公开号CN103710640A的专利文件“一种经济节约型调质处理690MPa级高强高韧钢板”采用连铸坯只能生产小于80mm钢板，更厚规格需采用模铸锭开坯生产，成材率较低，应用受限；且此专利技术并未介绍具体的生产工艺。
[0005]公开号CN111455256A的专利文件“一种690MPa易焊接耐蚀高强钢及其制造方法”，采用调质工艺生产690MPa易焊接耐蚀高强钢，但只保证
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40℃冲击性能，不能满足FH690级钢板要求的
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60℃冲击标准。
[0006]针对以上不足，本专利技术通过采用合金成分设计
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冶炼
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加热
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控制轧制
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控制冷却
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淬火
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回火工艺，得到最大厚度100mm各项性能优异的FH690级海工钢。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种厚规格FH690级超高强度海工钢板及其制备方法，以解决现有技术中的问题。
[0008]本专利技术是通过如下技术方案实现的：本专利技术公开了一种厚规格FH690级超高强度海工钢板，其特征在于：包括如下重量百分比的各组分：C：0.08%~0.16%、Si：0.15%~0.35%、Mn：0.80%~1.50%、Cr：0.40%~0.60%、Ni：1.00%~1.65%、Mo：0.20%~0.50%、Cu：0.10%~0.35%、Nb：0.02%~0.04%、V：0.04%~0.06%、Zr：
0.01%~0.03%、B：0.001%~0.002%、Alt：0.02%~0.05%、P：≤0.015%、S：≤0.005%、N：≤0.006%，余量为Fe和少量不可避免的杂质。
[0009]进一步的：所述海工钢厚度为50mm~100mm，屈服强度≥690MPa，抗拉强度≥770MPa~940MPa，断后伸长率≥14%，屈强比≤0.94，
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60℃横向冲击功≥46J，Z向拉伸断面收缩率≥35%，具有超高强度、低温韧性优异、组织性能均匀的特点。
[0010]本专利技术还公开了一种厚规格FH690级超高强度海工钢板的制备方法，包括：冶炼和浇铸过程、加热过程、轧制过程、冷却过程和热处理过程；其特征在于：1）冶炼和浇铸过程：采用转炉冶炼、炉外精炼、真空处理和连铸工艺进行生产，O含量控制在30ppm以下，N含量控制在60ppm以下，H含量控制在2ppm以下，中包钢水过热度≤25℃，投用电磁搅拌和轻压下，全程保护浇铸，连铸后得到连铸坯，连铸坯厚度250~350mm，宽度2000~2400mm；连铸坯内部低倍检验结果满足：中心偏析≤C类1.5级，中间裂纹≤1.0级，无其它裂纹缺陷；2）加热过程：钢坯加热温度1220
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30℃，加热系数≥11min/cm，出炉后进行高压水除鳞；3）轧制过程：采用两阶段控轧工艺，一阶段开轧温度≥1020℃，保证最后一道次压下率≥18%，二阶段终轧温度为820
±
30℃；4）冷却过程：对轧后钢板进行在线冷却，返红温度为630
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30℃，冷速≥8℃/s，后空冷至室温；5）热处理过程：将空冷至室温的热轧钢板加热至870℃~910℃进行充分奥氏体化，在炉时间3.0*t分钟后出炉水淬冷却至室温；将淬火后的钢板加热至620℃~680℃进行回火，在炉时间（3.5~4.0）*t分钟；其中t为钢板厚度，单位为mm。
[0011]本专利技术的优点是：本专利技术主要是针对目前船舶海洋工程对厚规格FH690级超高强海工钢的大量需求，优化合金成分，采用控轧控冷和后续热处理工艺相结合，创新地采用Zr元素来替代Ti元素，通过添加一定量的Zr元素和合理的热加工工艺来确保大厚度海工钢的组织均匀性，效果显著，强韧性匹配良好，从而制备出组织均匀稳定、具有超高强韧性匹配的厚规格海工钢，满足船级社对FH690海工钢的认证要求，厚度可达50mm~100mm。
[0012]本专利技术所制备的钢板，优点如下：（1）制定优化的化学成分，通过适量的C、Mn、Si固溶强化；采用稳定的Zr氧化物和析出物达到细晶强化和析出强化的目的，使组织均匀稳定，保证强度与低温冲击韧性的良好匹配；合理控制Cr、Ni、Mo贵金属元素含量，降低成本；适当添加B元素，提高钢板淬透性，具有良好的力学性能。
[0013]（2）本专利技术采用350mm厚铸坯生产具有厚度大、强度高、强韧性匹配综合性能优异的FH690海工钢，提高了再结晶区粗轧阶段压下率，保证粗轧最后一道次压下率大于18%，在压缩比低的条件下保证了钢板的组织均匀性和低温冲击韧性。
[0014]（3）本专利技术设计工艺条件下生产的50mm~100mm厚规格海工钢，力学性能优异，屈服强度≥690MPa，抗拉强度≥770MPa，断后延伸率≥14%，屈强比≤0.94，
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60℃横纵向冲击功≥46J，Z向拉伸断面收缩率≥35%。
附图说明
[0015]图1是100mm厚钢板厚度1/2处金相组织；图2是100mm厚钢板厚度1/4处金相组织；图3是拉伸断口形貌及典型夹杂物分析；图4是50mm厚钢板厚度1/4处金相组织；图5是50mm厚钢板厚度1/4处金相组织。
具体实施方式
[0016]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种厚规格FH690级超高强度海工钢板，其特征在于：包括如下重量百分比的各组分：C：0.08%~0.16%、Si：0.15%~0.35%、Mn：0.80%~1.50%、Cr：0.40%~0.60%、Ni：1.00%~1.65%、Mo：0.20%~0.50%、Cu：0.10%~0.35%、Nb：0.02%~0.04%、V：0.04%~0.06%、Zr：0.01%~0.03%、B：0.001%~0.002%、Alt：0.02%~0.05%、P：≤0.015%、S：≤0.005%、N：≤0.006%，余量为Fe和少量不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的厚规格FH690级超高强度海工钢板，其特征在于：所述海工钢厚度为50mm~100mm，屈服强度≥690MPa，抗拉强度≥770MPa~940MPa，断后伸长率≥14%，屈强比≤0.94，
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60℃横向冲击功≥46J，Z向拉伸断面收缩率≥35%，具有超高强度、低温韧性优异、组织性能均匀的特点。3.一种厚规格FH690级超高强度海工钢板的制备方法，包括：冶炼和浇铸过程、加热过程、轧制过程、冷却过程和热处理过程；其特征在于：1）冶炼...

【专利技术属性】
技术研发人员：王树国，张游游，王川，武会宾，杨海峰，李志超，王东明，曲之国，张友建，于浩，
申请(专利权)人：日钢营口中板有限公司，
类型：发明
国别省市：