本发明专利技术公开了一种能抗层状撕裂的工程用钢及生产方法，其组分及重量百分比为：Ｃ：０．０５～０．３５％，Ｓｉ：０．０１％～０．８５％，Ｍｎ：０．３０％～１．５０％，Ｐ≤０．０１５％，Ｓ≤０．００８％，Ｃｒ：０．１５％～０．８５％，Ｎｉ：０．１０％～０．５５％，Ｚｒ：０．００５～０．０５５％，余Ｆｅ和不可避免的杂质，且化学成分满足以下关系式：Ｃ＋Ｃｒ≤２Ｍｎ＋Ｎｉ≤３．５０％，Ｃ＋Ｓ≤Ｚｒ＋Ｃｒ≤０．８５％；生产方法：在常规冶炼中吹氩、真空系统精炼，均热温度１１５０℃～１３００℃，保温至少为３小时；可逆轧制：开轧温度至少为１１００℃，终轧温度在８５０℃～９５０℃，在８６０℃～９６０℃下进行正火热处理，自然冷却至常温。本发明专利技术钢抗拉强度达≥５２０ＭＰａ，厚度方向拉伸断面收缩率Ｚｚ≥５５％，抗层状撕裂性能良好。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及合金高强钢制造领域，具体属于用于海洋钻井平台、远洋船舶、大型桥梁、 高层建筑等钢结构工程并能抗层状撕裂的钢种及其生产方法。
技术介绍
海洋钻井平台、远洋船舶、大型桥梁、高层建筑等钢结构工程对钢材的性能要求越来越高，不仅要求钢材具有良好的基本力学性能，还要求具有优良的层状抗撕裂性能，即z向性能。 一般地，采用钢板厚度方向标准拉伸试样的断面收縮率Zz来衡量钢板抗层状撕裂 性能的优劣，对于厚度大于15mm的钢板，通常要求Zz》15% (记为Z15)、 Zz》25% (记为 Z25)、 Zz》35% (记为Z35)。钢结构工程如果用抗撕裂性能钢建造，可以保证工程质量，提 高工程使用寿命，经济效益和社会效益巨大。因此，本专利技术的目的在于提供一种具有良好 抗撕裂性能钢及其制造技术，满足巨型船舶、海上钻井平台、大型桥梁、高层建筑用钢的 需求。在本专利技术申请以前，中国专利申请号为200810119506. 9公开了一种"控轧控冷海洋平 台用钢及其生产方法"，其化学组分及重量百分比含量为C0.05 0.09%， Mnl.20 1.60 %， Si 0.20 0. 50%， NbO. 03 0.05%, Ti 0. 010 0. 020%， V0. 03 0.06%， S《0. 005 %， Als 0. 020 0. 040%， P《0. 015%，余量为Fe及杂质。采用热机械控制工艺过程(TMCP) 进行生产，将按成分冶炼好的钢水浇铸成220 250ram厚板坯；将坯料装入板坯加热炉加热， 出炉进行轧制。粗轧开轧温度在1060 116(TC;精轧开轧温度在840 940。C;终轧温度在 780 820°C;乳制钢板厚度10 60mm。丌始冷却温度在760 810°C;终止冷却温度在550 65(TC;冷却速率在10 17°C/s。其不足在于采用TMCP工艺生产的钢板微观组织结构不 均匀，带状组织严重，虽然可应用于海洋平台钢结构建造，但不是一种理想的抗层状撕裂钢，因为其Zz》35M，仅满足基本技术要求，富裕量较小，在施工中仍会发生层状撕裂的问 题。另一项中国专利申请号为94115981. 7的文献，其公开了一种"适于高温多湿环境的耐 海水腐蚀钢及其制造方法"，通过铸造、热轧后以3 20°C/sec的冷速加速冷却，在40(TC 60(TC温度范围停止加速冷却，然后空冷。其不足在于微合金化元素太多，包括难于控制 的元素N、 REM等，冶炼过程中不易操作，难于控制其成分精度，增加了生产难度，提高了 成本，并且成形过程中釆用轧后控制冷速冷却工艺，降低了设备利用率和生产效率，难于 在实际生产过程中推广应用。中国专利申请号为200610024963. O公开了 "一种抗海水和潮 湿环境腐蚀钢"，其化学成分为C: 0.06% 0.09%, Si: 0, 20% 0. 50%, Mn: 0. 30% 0.德， Cr: 1.00% 1.20%， Al: 0. 40% 0. 60%, Mo: 0. 25% 0. 35%, P《0. 015%, S《0. 010%， Cu 《0.15%, Ni《0.20。/。， Ti《0.020%, Sn《0..020%, As《0. 020%, Pb《0. 0025%， Bi《0.010%， Sb《0.004%, 《0. 030%, 《0.0025%, 《0.00015°/。，余为Fe和不可避免的杂 质。类似的，另一项中国专利申请200610024179. X公开了 "一种耐海水腐蚀钢及其生产方 法"，该两项耐海水腐蚀钢专利技术的化学成分十分复杂，而且对难于控制的合金元素提出 了精度要求，显著增加了生产难度和成本。钢中价格昂贵的合金元素Mo含量较高，是一种 不经济的钢种，且钢中A1含量很高，给生产该钢种带来很大困难，尤其是在浇铸过程中， 形成的含A1氧化物及氮化物容易堵塞浇铸水口，造成生产事故。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有专利技术及服役的同类钢板的不足，提供一种具有优异抗 层状撕裂性能，并依据本申请所述的生产方法使钢的抗拉强度》520MPa，厚度方向拉伸断 面收縮率Zz》55L组分及工艺简单，成本较低的能抗层状撕裂的工程用钢及其生产方法 实现上述目的的技术措施-抗层状撕裂性能优良的工程用钢，其化学成分按重量百分比为C: 0.05 0.35%, Si: 0.01% 0.85%, Mn: 0.30% 1.50%, P《0.015%, S《0.008%, Cr: 0. 15% 0.85%, Ni:0.10% 0.55%， Zr: 0. 005 0. 055%，余Fe和不可避免的杂质，且化学成分满足以下关系 式(1) : C+Cr《2Mn+Ni《3.50%(2) :C+S《Zr +Cr《0. 85%其在于优选的C、 Si、 Zr的化学成分按重量百分比为C: 0. 07 0. 20%， Si: 0.08 0.45%， Zr: 0. 01 0.035%。生产抗层状撕裂性能优良的工程用钢的方法其在于在常规的冶炼过程中采用吹氩、真空系统精炼，钢坯均热温度115(TC 130(TC，保温时间至少为3小时；可逆轧机 轧制过程开轧温度控制至少为IIO(TC，终轧温度控制在85(TC 95(TC，在86(TC 960 'C条件下进行正火热处理，自然冷却至常温。本专利技术主要合金元素含量的设定及制造方法，依据以下原理-对于采用连铸板坯轧制厚度大于15mm的钢板，由于铸坯中心偏析、夹杂物或有害元素 的影响导致钢板抗撕裂性能降低，有的甚至不能满足施工要求。海洋钻井平台、大型远洋 船舶、桥梁、高层建筑等用钢厚度一般高于15mm，且在施工过程中钢板冷变形量较大，如 果钢板抗撕裂性能低劣，钢结构在使用过程中就会开裂，造成事故。本专利技术解决钢板撕裂缺陷的关键在于釆用适量Zr处理，对钢中不可避免存在的杂质进 行有效变质，形成颗粒细小、弥散分布且呈圆形的夹杂物，消除集中分布、颗粒较大(一 般直径》5)um)的有害夹杂物，同时，降低钢坯合金元素偏析程度，提高钢质，避免成品钢 板在加工和使用过程中出现撕裂现象。设定化学成分满足关系式C+Cr《2Mn+Ni，目的在于 通过合金元素Mn和Ni的作用，降低钢中C、 Cr的偏析程度，反之，如果C、 Cr偏析严重， 经轧制后会形成严重的带状组织，易在晶界形成CrA系列化合物，弱化晶界，导致抗撕裂 性能变低劣。设定2Mn+Ni《3.501目的在于在满足抗撕裂性能的前提下，尽可能减少钢中 合金元素Mn、 Ni的含量，降低生产成本，提高钢种冶炼效率。钢中非金属硫化物夹杂容易变形，沿轧制方向拉长，破坏了钢中金属的连续性，极易 造成钢板撕裂，因此设定C+S《Zr +Cr，通过添加适量的合金元素Zr、 Cr， 一方面遏制钢 中C的偏析，另一方面，对钢中硫化物进行有效变质，变有害夹杂物为无害夹杂物，可大 幅度提高钢的抗撕裂性能，但Zr属于贵金属元素，故设定Zr +Cr《0. 85%,目的在于在满 足生产条件和钢板质量的前提下，尽可能减少钢中合金元素含量，降低生产难度，另一方 面，降低生产成本。以下简述本专利技术钢中选定各合金元素及成分范围的理由。抗撕裂性能工程用钢种一般要求钢板厚度大于1本文档来自技高网...
【技术保护点】
抗层状撕裂性能优良的工程用钢，其化学成分按重量百分比为：Ｃ：０．０５～０．３５％，Ｓｉ：０．０１％～０．８５％，Ｍｎ：０．３０％～１．５０％，Ｐ≤０．０１５％，Ｓ≤０．００８％，Ｃｒ：０．１５％～０．８５％，Ｎｉ：０．１０％～０．５５％，Ｚｒ：０．００５～０．０５５％，余Ｆｅ和不可避免的杂质，且化学成分满足以下关系式： （１）：Ｃ＋Ｃｒ≤２Ｍｎ＋Ｎｉ≤３．５０％ （２）：Ｃ＋Ｓ≤Ｚｒ＋Ｃｒ≤０．８５％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈颜堂，李具中，张光新，范植金，黄成红，朱丛茂，桂洲，罗国华，朱玉秀，付勇涛，陈炜，严翔，
申请(专利权)人：武汉钢铁集团公司，
类型：发明
国别省市：83[]
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