一种355MPa级别极地用海工钢板及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种355MPa级别极地用海工钢板及其制备方法，属于微合金钢生产技术领域，按质量百分比计，钢板组分为：C：0.06～0.014％，Si：0.20～0.50％，Mn：1.20～1.60％，Nb：0.020～0.050％，Ti：0.010～0.050％，Ni：0.07～0.20％，Als：0.010～0.050％，P：≤0.025％，S：≤0.020％。所述钢板的制备方法，包括：铁水预处理、转炉或电炉冶炼、精炼、连铸，铸坯清理，缓冷；缓冷坯入炉加热，轧制，钢板经空冷，探伤检验合格后即可。本发明专利技术所得355MPa级别海工钢板显微组织为铁素体+珠光体，晶粒细小均匀，晶粒度约10级，屈服强度达到400～480MPa，抗拉强度达到480～530MPa，断后伸长率达到25～35％，

【技术实现步骤摘要】
一种355MPa级别极地用海工钢板及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种微合金钢领域，属于极地用钢板生产
，具体涉及一种355MPa级别极地用海工钢板及其制备方法。

技术介绍

[0002]北极地区的油气资源丰富，现仅处在初级开发阶段，随着北极地区冰盖的日益缩小和全球油气资源供应紧张，各国对北极油气的勘探工程陆续上马，北极油气开发国际竞赛已经形成。钢铁是平台建设、开采设备、附属建筑的主要材料，为适应北极严苛的自然环境(最低气温
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50℃)，对服役钢铁材料力学性能(尤其是低温冲击韧性)提出极高要求。
[0003]海洋平台是在极地海上进行钻井、采油、集运、施工等活动的主要构筑物，常年受到海潮、极寒流冰等严苛环境侵蚀，同时，支撑着总重量超过数百吨的钻井设备；严苛的服役条件对平台建设用海工钢提出了高强度、高韧性、耐低温、抗疲劳、可焊性、耐腐蚀等性能要求。
[0004]关于高强韧、耐低温海工钢板的研究较多，但355MPa强度级别保
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52℃低温冲击韧性的专利相对较少。普遍存在合金含量偏高、工艺流程复杂及低温韧性不足等缺点，以下简要介绍几个相似的专利：
[0005]中国专利CN102851611B公开了“耐深水压力壳体用超高强韧性钢板及其制造方法”，该专利涉及的钢板合金成分中对C、Si、Mn、P、S、Cr、Mo、Ni、Cu、Ti、Als、V、N、Ca元素的含量都做了要求，合金元素种类及含量远超出本申请含量，势必会带来其成本的增加，且其炼钢过程中成分精准控制难度大。该钢板生产工艺为TMCP+QT，生产流程复杂且生产成本较高。
[0006]中国专利申请CN102041435A南阳汉冶特钢有限公司申请的“一种热轧可焊接细晶粒结构钢S355ML钢板及其生产方法”，该钢中添加的化学成分要求Nb+Ti≤0.07％、Mn：1.20～1.60％，合金添加高于本专利技术，
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50℃冲击功极好，但未说明
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52℃低温冲击功J的效果，且该专利着重介绍50～60mm厚规格。
[0007]中国专利CN108728743B鞍钢股份有限公司申请的“低温断裂韧性良好的海洋工程用钢及其制造方法”，介绍了60～100mm厚度规格海工钢板及其制造方法，工艺为热轧+两次淬火+低温回火，流程复杂，热处理成本较高。
[0008]中国专利CN103436784B济钢集团有限公司申请的“一种海洋平台用钢板及其制造方法”，该专利成分设计要求Nb+Ti+V≤0.12％，合金成本较高；且水冷后钢板需在900℃保温160min条件下进行正火热处理，工艺复杂；产品
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40℃低温冲击功平均在180J以上，但未提及保证
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52℃钢板低温韧性。

技术实现思路

[0009]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种薄规格具有极佳低温韧性的355MPa级别极地用海工钢板及其制备方法。该钢种成本相对低廉，低温韧性优异，具有高
强度、耐低温、易焊接等较好的综合性能。本专利技术为厚度6～14mm的薄规格产品。用于解决北极极寒地区油气资源开发等项目建设用钢板要求保证强度同时，满足极佳低温冲击韧性的实际问题。
[0010]本专利技术解决技术问题所采用的技术方案如下：
[0011]本专利技术提供一种薄规格具有极佳低温韧性的355MPa级别极地用海工钢板，质量百分比计，所述钢板的组分为C：0.06～0.014％，Si：0.20～0.50％，Mn：1.20～1.60％，Nb：0.020～0.050％，Ti：0.010～0.050％，Ni：0.07～0.20％，Als：0.010～0.050％，P：≤0.025％，S：≤0.020％，N：≤0.010％，B：≤0.006％，其余为Fe和不可避免的夹杂；且CEV≤0.39％，Pcm≤0.20％，其中：
[0012]CEV＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15≤0.39％，
[0013]Pcm＝C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B≤0.20％。
[0014]优选地，钢的化学成分及质量百分含量为C：0.06～0.08％，Si：0.22～0.35％，Mn：1.25～1.45％，Nb：0.022～0.037％，Ti：0.010～0.025％，Ni：0.08～0.15％，Als：0.020～0.040％，P：≤0.013％，S：≤0.08％，N：≤0.008％，B：≤0.005％，其余为Fe和不可避免的夹杂；且CEV≤0.37％，Pcm≤0.20％。
[0015]在上述具极地用海工钢板中，作为一种优选实施方式，基于钢板质量，所述不可避免的杂质中各组分的质量百分比含量为：H≤0.0004％、O≤0.0005％、As≤0.009％、Sb≤0.012％、Sn≤0.022％、Pb≤0.012％、Bi≤0.012％和Ca≤0.007％。
[0016]在上述具极地用海工钢板中，所述钢板组织为细小均匀分布的珠光体+铁素体混合组织。其中，本专利技术中各种元素的作用如下：
[0017]C：对钢板强度、硬度、韧性影响较大，C含量过高会增加钢的强度、硬度，但会恶化基体韧性。因此，C含量控制在0.06～0.14％。
[0018]Si：硅可溶于铁素体和奥氏体，显著提高钢基体强度、硬度；但过高的Si，降低钢的焊接性能。因此，Si含量控制在0.20～0.50％。
[0019]Mn：可增加钢的韧性、强度，提高钢的淬透性，改善钢的热加工性能；但锰的偏析倾向较强，并且锰含量过高会削弱钢基体的抗腐蚀能力，恶化焊接性能。因此，Mn含量控制在1.20～1.60％。
[0020]P和S：是冶炼中有害元素，影响基体脆性。硫可与锰形成塑性夹杂物硫化锰，对钢的横向塑性和韧性影响较大；磷严重影响钢板的韧性。就本专利技术要求磷、硫含量应越低越好，但考虑实际生产中，磷、硫均难以完全避免。因此，P含量≤0.025％、S含量≤0.020％。
[0021]Nb：可促进钢板轧制显微组织的晶粒细化，提高强韧性，控轧过程中抑制奥氏体再结晶，细化组织。但过量的Nb，易促使铁素体δ相或其它脆性相的演化，导致钢韧性降低。因此，Nb含量控制在0.020～0.050％。
[0022]Ti：易与C、N元素形成碳氮化物，抑制板坯加热、轧制过程中奥氏体晶粒过分长大，实现晶粒细化，提高基体低温韧性；同时在焊接过程中，可抑制热影响区晶粒长大，改善热影响区韧性，但含量大于0.04％时，易形成大颗粒TiN，失去细晶作用，结合合金成本考虑，Ti含量控制在0.010～0.050％。
[0023]Ni：可促使钢基体形成稳定的奥氏体组织，细化晶粒尺寸，即可提高钢板强度、延伸率，又可提高低温韧性；同时，Ni的加入可降低铜脆现象，减轻热轧过程的晶间开裂，提高
钢基体的耐蚀性。但过量的Ni，将硬化焊接热影响区，结合合金成本考虑，Ni含量控制在0.07～0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种355MPa级别极地用海工钢板，其特征在于，所述海工钢板，由以下质量百分含量的成分组成C：0.06～0.014％，Si：0.20～0.50％，Mn：1.20～1.60％，Nb：0.020～0.050％，Ti：0.010～0.050％，Ni：0.07～0.20％，Als：0.010～0.050％，P：≤0.025％，S：≤0.020％，N：≤0.010％，B：≤0.006％，其余为Fe和不可避免的夹杂；且CEV≤0.39％，Pcm≤0.20％，其中：CEV＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15≤0.39％，Pcm＝C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B≤0.20％。2.如权利要求1所述的355MPa级别极地用海工钢板，其特征在于，所述海工钢板，由以下质量百分含量的成分组成：C：0.06～0.08％，Si：0.22～0.35％，Mn：1.25～1.45％，Nb：0.022～0.037％，Ti：0.010～0.025％，Ni：0.08～0.15％，Als：0.020～0.040％，P：≤0.013％，S：≤0.08％，N：≤0.008％，B：≤0.005％，其余为Fe和不可避免的夹杂；且CEV≤0.37％，Pcm≤0.20％。3.根据权利要求1或2所述的355MPa级别极地用海工钢板，其特征在于，所述不可避免的杂质中包括的组分的质量百分比含量为：H≤0.0004％、O≤0.0005％、As≤0.009％、Sb≤0.012％、Sn≤0.022％、Pb≤0.012％、Bi≤0.012％和Ca≤0.007％。4.一种权利要求1
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3任一所述355MPa级别极地用海工钢板的制备方法，包括以下步...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙乾，王腾飞，王中学，张佩，麻衡，亓伟伟，何康，吴群，刘智广，徐延岭，
申请(专利权)人：莱芜钢铁集团银山型钢有限公司，
类型：发明
国别省市：