本发明专利技术涉及钢铁冶金技术领域，特别是涉及一种S420级海工用钢及其生产方法，其化学成分及质量百分比如下：C：0.05％～0.09％，Si：0.10％～0.30％，Mn：1.30％～1.60％，P:≤0.015％，S:≤0.003％，Nb:0.020～0.040％，V:0.020～0.050％，Ti:0.008～0.030％，Cr：0.10～0.30％，Ni：0.10％～0.30％，Mo：0.10～0.20％，Cu：≤0.0:50％，Al：0.020％～0.050％，B：≤0.00050％，Ca：0.0006％～0.0030％，N≤0.0050％，H≤0.0002％，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明专利技术采用低碳结合细晶强化合金设计，采用洁净钢冶炼结合大压下铸坯技术，改善铸坯心部组织，通过控轧控冷工艺实现以贝氏体为主的组织形态，满足了产品的焊接、‑40度冲击及CTOD性能要求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钢铁冶金，特别是涉及一种s420级海工用钢及其生产方法。
技术介绍
1、随着油气开采技术进步，与之配套的海工装备设计制造得到前所未有的重视和发展，如全球首座10万吨级深水半潜式生产储油平台“深海一号”成功下水，标志着国产海工装备逐渐由近海向远海、深海发展，同时对钢铁材料在深海环境的服役性能提出更高的要求。
2、深海海洋工程结构由大量的结构模块焊接而成，焊接过程会使接头组织性能恶化，产生残余应力等缺陷，接头是整个平台最薄弱部位，在海洋低温环境下服役易产生裂纹起裂、扩展甚至失稳断裂，为此要求材料具有低的p、s有害元素、优异的焊接性能和低温断裂韧性，以抵抗焊接过程中晶粒粗化，导致低温冲击韧性受损严重的情况。
3、海洋环境复杂多变，海洋平台常年经受低温、海浪、台风等恶劣气候和环境严酷考验，海洋平台结构稳定性和疲劳寿命，关乎着海上作业的安全性。按国际惯例要进行焊后热处理消除焊接过程产生的应力，改善低温断裂韧性，而海洋平台是典型的大型焊接工程构件，焊后热处理处理难度大，且需耗费大量时间和高昂的成本，为缩短海洋平台结构的制造周期、降低制造成本，研发免焊后消应处理的材料有着极为明显的现实意义，为此需研究材料焊后ctod性能，以评估材料在免焊后消应处理条件下低温断裂韧性，通常国际惯例当服役温度下ctod特征值达到0.15mm时，可免焊后消应处理。
4、基于上述海工特殊服役环境和项目需求，急需开发满足深海服役和操作要求的s420级海洋工程用钢，开发最大厚度10～50mm，并申请船级社认证。
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br/>技术实现思路
1、本专利技术针对上述技术问题，克服现有技术的缺点，提供一种s420级海工用钢及其生产方法，采用低碳结合细晶强化合金设计，采用洁净钢冶炼结合大压下铸坯技术，改善铸坯心部组织，通过控轧控冷工艺实现以贝氏体为主的组织形态，满足了产品的焊接、-40度冲击及ctod性能要求。
2、第一方面，本专利技术提供了一种s420级海工用钢，其化学成分及质量百分比如下：c：0.05％～0.09％，si：0.10％～0.30％，mn：1.30％～1.60％，p:≤0.015％，s:≤0.003％，nb:0.020～0.040％，v:0.020～0.050％，ti:0.008～0.030％，cr：0.10～0.30％，ni：0.10％～0.30％，mo：0.10～0.20％，cu：≤0.0:50％，al：0.020％～0.050％，b：≤0.00050％，ca：0.0006％～0.0030％，n≤0.0050％，h≤0.0002％，余量为fe和不可避免的杂质，较低的碳含量有利于保证产品的强度稳定性，同时较低的碳含量可以提高铸坯低倍的稳定性，配合使用高温浇铸技术及动态轻压技术，可以促进铸坯针状铁素体的形成，提高轧制钢板的铁素体含量，保证了钢板贝氏体的稳定性，提升产品冲击及焊接性能，nb、v、ti的使用，细化了组织晶粒度，cr、mo元素提升了产品的强度也保证热轧态条件下厚度方向的淬透性，保证了焊接过程的稳定性。
3、第二方面，本专利技术还提供了一种s420级海工用钢的生产方法，其适用于第一方面中所述的s420级海工用钢，包括以下步骤：
4、s1、采用转炉冶炼，lf/rh真空精炼，并进行钙处理改性夹杂物；
5、s2、精炼处理过的钢水送至连铸进行浇铸，浇铸温度15～35度，动态轻压下8～12mm，不采用电磁搅拌工艺，浇筑的坯料堆冷后进行表面检查及坯料处理；
6、s3、表检合格的坯料进行奥氏体化加热，出钢温度1110～1150度，采用二阶段轧制；
7、s4、轧制后的钢板进行快速冷却，入水温度770～790度，冷却速率20～30℃/min，返红温度500～700度；
8、s5、冷却后的钢板进行堆冷、剪切、标识、入库。
9、进一步的，所述s1中钙处理后静搅8～13min。
10、进一步的，所述s3中二阶段轧制时，粗轧末道次压下率不低于22％，压下量不低于26mm。
11、进一步的，所述钢板厚度为10～50mm。
12、本专利技术的有益效果是：
13、(1)本专利技术采用较低的碳含量有利于保证产品的强度稳定性，同时较低的碳含量可以提高铸坯低倍的稳定性，配合使用高温浇铸技术及动态轻压技术，可以促进铸坯针状铁素体的形成，提高轧制钢板的铁素体含量，保证了钢板贝氏体的稳定性，提升产品冲击及焊接性能，nb、v、ti的使用，细化了组织晶粒度，cr、mo元素提升了产品的强度也保证热轧态条件下厚度方向的淬透性，保证了焊接过程的稳定性；
14、(2)本专利技术采用钙处理工艺对钢水夹杂物进行了变性，静搅及高温浇铸过程促进了夹杂物的上浮，提升了产品的纯净度，在高温条件下使用大压下技术，不使用电磁搅拌，铸坯柱状晶组织占据了铸坯70％区域，低温奥氏体过程中晶粒更不容易轧制，细化组织晶粒的同时，针状铁素体更加致密稳定，有效改善了产品的低温冲击韧性及ctod性能；
15、(3)本专利技术发挥了轧机的设备优势，大压下量，控制快冷技术改善了钢板带状组织的不利影响，改进钢板厚度方向的组织均匀性，产品的焊接性能更稳定，钢板低温冲击韧性更稳定。
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【技术保护点】
1.一种S420级海工用钢，其特征在于，其化学成分及质量百分比如下：C：0.05％～0.09％，Si：0.10％～0.30％，Mn：1.30％～1.60％，P:≤0.015％，S:≤0.003％，Nb:0.020～0.040％，V:0.020～0.050％，Ti:0.008～0.030％，Cr：0.10～0.30％，Ni：0.10％～0.30％，Mo：0.10～0.20％，Cu：≤0.0:50％，Al：0.020％～0.050％，B：≤0.00050％，Ca：0.0006％～0.0030％，N≤0.0050％，H≤0.0002％，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.一种如权利要求1所述的S420级海工用钢的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的S420级海工用钢的生产方法，其特征在于，所述S1中钙处理后静搅8～13min。
4.根据权利要求2所述的S420级海工用钢的生产方法，其特征在于，所述S3中二阶段轧制时，粗轧末道次压下率不低于22％，压下量不低于26mm。
5.根据权利要求2所述的S420级海工用钢的生产方法，其特征在于，所述钢板厚度为10～50mm。
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【技术特征摘要】
1.一种s420级海工用钢，其特征在于，其化学成分及质量百分比如下：c：0.05％～0.09％，si：0.10％～0.30％，mn：1.30％～1.60％，p:≤0.015％，s:≤0.003％，nb:0.020～0.040％，v:0.020～0.050％，ti:0.008～0.030％，cr：0.10～0.30％，ni：0.10％～0.30％，mo：0.10～0.20％，cu：≤0.0:50％，al：0.020％～0.050％，b：≤0.00050％，ca：0.0006％～0.0030％，n≤0.0050％，h≤0...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴俊平，翟冬雨，胡其龙，谯明亮，胡皓，张炜，洪君，潘中德，
申请(专利权)人：南京钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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