【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钢铁材料制备，特别是一种应变时效性能良好的高强韧低温海工钢板及其制造方法。
技术介绍
1、随着现代能源体系规划的提出，“加大油气勘探开发，坚持常非并举、海陆并重”、“巩固拓展海外能源资源保障能力，完善海外主要油气产区合作”成为当今油气行业发展及国家能源安全保障的重中之重。
2、极地地区自然环境恶劣，存在低温、海冰阻碍、冰山袭击、暴风雪袭击等挑战。因此要求极地用海洋工程用钢板在低温条件下应具有良好的强韧性匹配及应变时效性能，以便于在冷矫、折角、折边等冷加工后继续较好地保证人员安全，延长工程装备服役周期。
3、公开号为cn102828114a的专利《一种应变时效性能优良的海洋工程用钢板及其制造方法》提供了一种应变时效性能优良的海洋工程用钢板及其制造方法，采用控轧控冷工艺，调质处理，得到的海洋工程用钢板具有高强度、高塑性、良好的z向抗层状撕裂性能，应变时效性能优良。但其采用tmcp+rqt工艺，流程较为复杂，耗费能源、提高了成本，同时延长了生产周期。
4、公开号为cn110760765b的专利《超低成本、高延伸率及抗应变时效脆化600mpa级调制钢板及其制造方法》公开了一种以超低c-mn-(ti+nb+v+b)微合金钢的成分体系作为基础，控制mn/c≥22、(ni+mo+cr)合金化、(％b)-0.714{(％n)-[0.292(％ti)+0.518(％al)×ξ]}≥6×10-4，优化控制轧制工艺及在12300≤[1/4(ac1)+3/4(ac3)]×(t淬火)≤15900条件下淬火
5、公开号为cn103031498b的专利《低压缩比特厚超高强应变时效的海洋工程钢板的制造方法》提供了一种低压缩比特厚超高强应变时效的海洋工程钢板的制造方法，通过转炉冶炼，lf及rh精炼，对控轧控冷工艺的合理设定及优化，进行调质热处理。所专利技术钢板性能良好，抗拉强度为780～850mpa，屈服强度为720～800mpa，延伸率为18～21％，-40℃低温横向冲击≥120j，-40℃低温时效冲击性能≥100j，具有超高强、高韧及优异的低温时效韧性，生产工艺稳定。但其仅评价-40℃的应变时效冲击性能且冲击功偏低，不能满足环境恶劣温度较低的极地环境使用需求。
6、因此，研究开发新的极地海洋工程装备用的应变时效性能良好的高强韧低温海工钢板迫在眉睫。
技术实现思路
1、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应变时效性能良好的高强韧低温海工钢板及其制造方法。本专利技术通过低贵金属合金含量设计，采用铪、锆、钇等元素的复合添加，进行合金成分设计-冶炼-控轧控冷工艺耦合，生产出一种厚度60mm-80mm，高强韧性(屈服强度≥460mpa，抗拉强度590-700mpa，延伸率≥20％)低温条件下，具备良好应变时效性能(-60℃冲击功≥200j)的海工用钢板，解决了海工装备在极地极低温恶劣条件下安全使用得不到保障的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术提供一种应变时效性能良好的高强韧低温海工钢板，所述高强韧低温海工钢板的化学成分及重量百分比如下：c:0.02％-0.05％，si:0.15％-0.45％，mn:1.6％-2.3％，nb:0.04％-0.08％，ti:0.006％-0.02％，cu:0.20％-0.55％，ni:0.3％-0.8％，zr:0.3％-0.7％，b:0.001％-0.0025％，al:0.035％-0.075％，hf:0.005％-0.025％，y:0.015％-0.035％，s:≤0.0015％，p≤0.008％，其余为铁以及不可避免的杂质。
4、本专利技术高强韧低温海工钢板中各合金成分的作用机理如下：
5、c:c对钢的强度、淬透性、低温韧性及时效敏感性影响较大，c含量过高，钢的低温韧性会急剧下降，同时在变形后固溶状态的c会在位错处发生偏聚，钉扎位错阻碍其发生移动，从而降低钢的低温时效韧性；c含量过低则不能保证钢板具有足够的强度，本专利技术控制c的范围为0.02％-0.05％。
6、si：炼钢时钢液中o元素和s元素含量过高会阻碍n元素的去除，从而增强钢的时效敏感性，作为还原剂及脱氧剂，添加一定量的si元素能够有效地去除钢中的o，同时si固溶于奥氏体及铁素体中，能够提高钢的强度及淬透性。但是si含量过高会使钢中出现大量块状铁素体，显著降低钢的低温韧性及延展性。本专利技术控制si的范围为0.15％-0.45％。
7、mn：mn是良好的脱硫剂与脱氧剂，降低o、s等元素对钢的不利影响，添加一定量的锰可以降低钢的脆性转变温度，提高淬透性及强度，有利于钢的低温韧性。但是锰含量过高会减缓c在钢中的扩散速度，阻碍碳化物的形成。本专利技术控制mn的范围为1.6％-2.3％。
8、nb：nb在钢中与c、n结合会形成高度弥散的碳氮化合物，钉扎奥氏体晶界，阻碍奥氏体晶粒长大，起到细化奥氏体晶粒的作用。在奥氏体区变形会使弥散的碳氮化物产生应变诱导析出，推迟再结晶，从而提高钢板的强度及低温韧性。在铁素体高温区会形成很细小的半共格粒子，产生显著的沉淀硬化。同时去除钢中游离的c、n元素，提高钢板的低温时效性能。本专利技术控制nb的范围为0.04％-0.08％。
9、ti：ti为强铁素体形成元素，与o、c、n亲和力较强，可以良好的脱氧以及固定氮、碳。形成的tic稳定性极高，在低温条件下大量析出，有阻止钢晶粒长大粗化的作用。冷却过程中由于共晶反应形成tife2弥散析出，可产生沉淀硬化作用。同时ti与s亲和力较大，形成坚硬的硫化物，解决了细长的硫化锰所造成的钢板低温韧性各向异性的问题。本专利技术控制ti的范围为0.006％-0.02％。
10、cu：cu为强化铁素体元素，添加一定量的cu能够通过固溶强化和沉淀强化提高钢的强度和低温韧性，cu含量过高在热加工时会产生铜脆现象，温度较高易锻裂。本专利技术控制cu的范围为0.20％-0.55％。
11、ni：ni的晶格常数与γ-铁相近，可以形成连续固溶体，提高钢的强度。同时在人工时效的过程中，抑制亚稳定碳化物fe2.4c和氮化物fe16n2的析出，扩大奥氏体相区，降低钢板的脆性转变温度，极大地提高钢板的低温韧性及应变时效性能。本专利技术控制ni的范围为0.3％-0.8％。
12、b：b能够替代一些贵金属提高钢的强度及淬透性，有利于大厚度钢板的致密性及热轧性能。但添加过多的硼元素会大大降低钢对脆性断裂的抵抗力。本专利技术控制b的范围为0.001％-0.0025％。
13、al：al在钢中主要作为脱氧剂，同时也可以形成aln析出，起到细化晶粒、固定钢中的氮，显著提高钢的低温冲击韧性，降低冷脆倾向和时效倾本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种应变时效性能良好的高强韧低温海工钢板，其特征在于，所述高强韧低温海工钢板的化学成分及重量百分比如下：C:0.02％-0.05％，Si:0.15％-0.45％，Mn:1.6％-2.3％，Nb:0.04％-0.08％，Ti:0.006％-0.02％，Cu:0.20％-0.55％，Ni:0.3％-0.8％，Zr:0.3％-0.7％，B:0.001％-0.0025％，Al:0.035％-0.075％，Hf:0.005％-0.025％，Y:0.015％-0.035％，S:≤0.0015％，P≤0.008％，其余为铁以及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的高强韧低温海工钢板，其特征在于，所述高强韧低温海工钢板的屈服强度≥460MPa，抗拉强度590-700MPa，延伸率≥20％，应变时效后-60℃冲击功≥200J。
3.权利要求1或2所述的应变时效性能良好的高强韧低温海工钢板的制造方法，其特征在于，包括如下工序：冶炼工序→连铸和铸坯缓冷工序→加热工序→轧制工序→冷却工序→堆垛缓冷工序，其中，
4.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于，冶炼
5.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，转炉冶炼采用双渣法冶炼以降低钢中P元素含量≤0.008％；在C含量达标后，加入合金元素脱氧并进行合金化。
6.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，LF精炼过程中造还原渣，保证碱度4～5，底吹氩搅拌。
7.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，VD处理过程中真空保压≥15min，弱吹氩≥20min。
8.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于，连铸和铸坯缓冷工序中，连铸过程中对长水口、浸入水口的连接处做好氩气保护；控制中间包过热度19～26℃；连铸末端采用轻压下技术，压下量8～13mm；下线后的铸坯采取堆垛缓冷，堆垛缓冷时间≥48h。
9.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于，冷却工序中，开冷温度670～760℃，冷速速率15～25℃/s，返红温度580～650℃。
10.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于，堆垛缓冷工序中，堆垛缓冷温度330～380℃，堆垛缓冷时间不低于24小时。
...【技术特征摘要】
1.一种应变时效性能良好的高强韧低温海工钢板，其特征在于，所述高强韧低温海工钢板的化学成分及重量百分比如下：c:0.02％-0.05％，si:0.15％-0.45％，mn:1.6％-2.3％，nb:0.04％-0.08％，ti:0.006％-0.02％，cu:0.20％-0.55％，ni:0.3％-0.8％，zr:0.3％-0.7％，b:0.001％-0.0025％，al:0.035％-0.075％，hf:0.005％-0.025％，y:0.015％-0.035％，s:≤0.0015％，p≤0.008％，其余为铁以及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的高强韧低温海工钢板，其特征在于，所述高强韧低温海工钢板的屈服强度≥460mpa，抗拉强度590-700mpa，延伸率≥20％，应变时效后-60℃冲击功≥200j。
3.权利要求1或2所述的应变时效性能良好的高强韧低温海工钢板的制造方法，其特征在于，包括如下工序：冶炼工序→连铸和铸坯缓冷工序→加热工序→轧制工序→冷却工序→堆垛缓冷工序，其中，
4.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于，冶炼工序前铁水深脱硫...
【专利技术属性】
技术研发人员：柴铁洋，金耀辉，赵坦，左羽剑，李文斌，朱隆浩，李家安，杨洁，李俊博，郝未杰，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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