一种高抗碰撞性船体钢的制备方法技术

技术编号：40198830 阅读：8 留言：0更新日期：2024-01-27 00:03

本发明专利技术涉及一种高抗碰撞性船体钢的制备方法，钢的化学成分按质量百分数为：C：0.03～0.05％，Si：0.25～0.35％，Mn：1.30％～1.40％，P≤0.015％，S≤0.005％，Nb：0.03～0.04％，Ti：0.008～0.02％，Al：0.015％～0.05％，Cr：0.20～0.30％，Ni：0.30～0.40％，其余为Fe和不可避免的杂质；关键制备步骤包括：冶炼，连铸，加热，轧制，冷却，热处理。本发明专利技术所述船体结构钢不仅具有良好的强韧性，屈服强度≥315Mpa、抗拉强度450‑570Mpa、‑40℃冲击功≥200J，而且钢板的延伸率可达到45％及以上，具有非常良好的抗碰撞性能，能较好地满足军用和民用船的防撞要求。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钢铁材料制备领域，涉及一种高抗碰撞性船体钢的制备方法。

技术介绍

0、技术背景

1、近年来，随着全球经济和海洋贸易的飞速发展，海难事故也在逐年增加。据统计，在船舶的海难事故中，51％以上是由于碰撞、接触、搁浅等造成。作为船舶的应对策略，一些油轮通过双重船壳结构(双壳)和从船体侧面空出载油罐间隔等措施来保证船舶安全。但由于推进效率的降低、装载量缩小而使船舶建造难度和成本增加，不利于推广应用。因此近些年部分船级社和船舶协会试图采用高延展性钢板来提升船舶的抗碰撞性。

2、传统的中厚板材料采用两阶段轧制进行加工强化而获得高强度和高韧性的同时，延展极限会随着强度升高而下降。因此，一般的高强船板延伸率很难达到35％以上，这类船体钢板在碰撞过程中极易发生断裂而导致海难发生。目前提高钢板抗碰撞性的相关专利并不多，而且大部分为汽车用钢的热连轧或冷轧薄板，而采用轧制+正火热处理来提高中厚板延展性的方法未见相关报道。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种高抗碰撞性船体钢的制备方法，强度级别为32公斤级，特别的延伸率≥45％，具有高抗碰撞性。

2、为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：

3、一种高抗碰撞性船体钢的制备方法，钢的化学成分及重量百分比为c＝0.03～0.05％，si＝0.25～0.35％，mn＝1.30％～1.40％，p≤0.015％，s≤0.005％，nb＝0.03～0.04％，ti＝0.008～0.02％，al＝

4、所述tnr为再结晶温度，专业通用计算公式为

5、tnr＝887+464×c+890×ti+363×al-357×si+6445×(nb×0.75)

6、-644×[sqrt(nb×0.75)]+[732×v-230×(sqrt(v)]；

7、所述ar3为钢板冷却时相变开始温度，专业通用计算公式为

8、ar3＝{1670-558×[c+(mn+mo)÷3.875+cu÷15.5+cr÷20.67+ni÷5.636]+16×[(h÷25.4)-0.315]-32}×5÷9，其中元素符号表示此元素的质量百分比，单位为％；h表示成品钢板的厚度，单位为mm。

9、本专利技术的原理：

10、通过超低碳高锰的成分设计，减少钢中硬相珠光体组织；铌-钛微合金化扩大轧制过程中奥氏体未再结晶区间，并通过未再结晶区大压缩比轧制压扁原始奥氏体晶粒，同时精确控制终轧温度和终冷温度，保留轧态的细长奥氏体晶界；最后在正火过程中奥氏体晶粒优先在轧态晶界形成，通过合金元素铬镍的复合添加和轧态的细长奥氏体晶界组织遗传，保证正火过程固碳、固溶强化以及奥氏体晶粒细化效果，实现空冷后相变的铁素体晶粒均匀细化，碳化物弥散分布，提高钢板强韧性和延展性。

11、本专利技术的有益效果：本专利技术的高抗碰撞性钢板比常规钢板的断后伸长率规定值高出20％以上，在船体发生碰撞或触礁时，由于钢板具有优异的延展性，具备更高的抵抗船体破裂和开裂的能力，能够抑制货物、燃油的流出，防止海洋污染和船体沉没，实现更安全、更可靠的海上运输。

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【技术保护点】

1.一种高抗碰撞性船体钢的制备方法，其特征在于：钢的化学成分及重量百分比为C＝0.03～0.05％，Si＝0.25～0.35％，Mn＝1.30％～1.40％，P≤0.015％，S≤0.005％，Nb＝0.03～0.04％，Ti＝0.008～0.02％，Al＝0.015％～0.05％，Cr＝0.20～0.30％，Ni＝0.30～0.40％，余量为Fe和不可避免的杂质元素；关键制备步骤包括：按照上述组分采用转炉冶炼并浇注成钢坯；再对钢坯加热并进行两阶段轧制，控制加热温度为1150～1200℃，粗轧终轧温度≥1000℃，精轧时轧制温度低于Tnr℃时的板坯厚度与最终成品厚度比值≥4﹕1，精轧终轧温度为Ar3以上10～30℃；轧后水冷至200℃以下；之后进行正火热处理，正火温度为880±10℃，正火时间为2.0～2.5min/mm×板厚min，得到高抗碰撞性船体钢厚度为10～50mm，屈服强度≥315Mpa，抗拉强度450-570Mpa，-40℃冲击功≥200J，钢板的拉伸断后延伸率≥45％，金相组织为铁素体+少量弥散珠光体，晶粒度为10～12级。

【技术特征摘要】

1.一种高抗碰撞性船体钢的制备方法，其特征在于：钢的化学成分及重量百分比为c＝0.03～0.05％，si＝0.25～0.35％，mn＝1.30％～1.40％，p≤0.015％，s≤0.005％，nb＝0.03～0.04％，ti＝0.008～0.02％，al＝0.015％～0.05％，cr＝0.20～0.30％，ni＝0.30～0.40％，余量为fe和不可避免的杂质元素；关键制备步骤包括：按照上述组分采用转炉冶炼并浇注成钢坯；再对钢坯加热并进行两阶段轧制，控制加热温度为11...

【专利技术属性】
技术研发人员：于青，刘吉文，高擎，陈礼周，张勇伟，张青学，王红涛，
申请(专利权)人：湖南华菱湘潭钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：

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