專利名稱：一種應(yīng)變時(shí)效性能優(yōu)良的海洋工程用鋼板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種海洋工程用鋼，具體地說(shuō)是一種80_厚應(yīng)變時(shí)效性能優(yōu)良的海洋工程用鋼板及其制造方法。
背景技術(shù)：
隨著全球石油天然氣能源需求的急劇增長(zhǎng)、陸地資源開(kāi)采的難度日益加大，廣闊的海洋已經(jīng)成為全球石油天然氣資源開(kāi)采新的增長(zhǎng)點(diǎn)，海洋工程裝備制造業(yè)也日益成為世界各國(guó)著力發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域。鑒于我國(guó)當(dāng)前對(duì)能源戰(zhàn)略儲(chǔ)備的迫切需要，研發(fā)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高強(qiáng)度、高韌性海洋工程用特厚鋼板，對(duì)于完善我國(guó)能源體系、抑制周邊國(guó)家對(duì)我國(guó)南海、東海等海域資源的掠奪，獨(dú)立開(kāi)發(fā)海洋資源，保證國(guó)家能源安全具有重要意義。
厚度> 60 80mm高強(qiáng)韌性E36-Z35鋼板是海洋工程關(guān)鍵部位用鋼，應(yīng)用在波浪、海潮、風(fēng)暴及寒冷流冰等嚴(yán)峻的海洋工作環(huán)境中，支撐總重量超過(guò)數(shù)百噸的平臺(tái)及鉆井設(shè)備。這些使用特征決定了厚度> 60 80mm E36-Z35鋼板除必須具有①高純凈度，低S、P、夾雜物、氣體含量②高強(qiáng)韌性，滿足板厚1/4處-40°C沖擊功縱向> 50J (或橫向> 34J)等③良好的Z向抗層狀撕裂性能④良好的可焊性⑤高強(qiáng)度等性能指標(biāo)，還應(yīng)有優(yōu)良的應(yīng)變時(shí)效性能以便于更好地保證人員的安全以及提高海洋平臺(tái)的使用壽命。
鋼的應(yīng)變時(shí)效是指在塑性變形時(shí)或塑性變形后固溶狀態(tài)的游離態(tài)的C、N與位錯(cuò)相互作用，形成柯氏氣團(tuán)，從而導(dǎo)致強(qiáng)度提高、韌性下降的力學(xué)冶金現(xiàn)象。海洋工程用鋼的應(yīng)變時(shí)效主要是指海洋工程用鋼在制造過(guò)程中的應(yīng)變時(shí)效，一旦發(fā)生應(yīng)變時(shí)效脆化事故，往往是災(zāi)難性的，頃刻間發(fā)生，防不勝防。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種應(yīng)變時(shí)效性能優(yōu)良的海洋工程用鋼板及其制造方法。該海洋工程用鋼適用性廣，沖擊性能、時(shí)效性能好；生產(chǎn)工藝穩(wěn)定，機(jī)械性能優(yōu)良。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的
一種應(yīng)變時(shí)效性能優(yōu)良的海洋工程用鋼板，其特征在于該鋼板化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為c 0. 08 0. 15%, Si 0. 20 0. 40%, Mn I. 00 I. 60%, P 彡 0. 010%, S 彡 0. 002%, Nb
0.025 0. 050%, V 0. 040 0. 065%, Ti 0. 005 0. 020%, Cr ( 0. 15%, Ni 0. 10 0. 40%,Cu ( 0. 15%, MoO. 04 0. 08%, Al 0. 0250 0. 040%, 0 ^ 20 ppm, N ^ 40 ppm, H ( 2ppm，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。優(yōu)選的，該鋼板化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為C 0.11%，Si 0. 20%, Mn I. 50%,PO. 009%, SO. 0013%, Nb 0. 035%, V 0. 050%, Ti 0. 008%, Cr 0. 06%, Ni 0. 39%, CuO. 15%,MoO. 08%, Al 0. 030%, 00. 0018%, N 彡 0. 0037%, HO. 00020%，余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。
一種應(yīng)變時(shí)效性能優(yōu)良的海洋工程用鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于該方法具體要求如下
Cl)煉鋼及連鑄工藝鐵水脫硫后目標(biāo)硫< O. 004% ;轉(zhuǎn)爐冶煉采用雙渣法脫磷，轉(zhuǎn)爐出鋼當(dāng)渣；精煉采用白渣操作，白渣保持時(shí)間> 10分鐘，精煉總時(shí)間確保> 35分鐘；真空處理保持時(shí)間> 18分鐘；真空處理后進(jìn)行鈣處理；連鑄中包目標(biāo)溫度為液相線溫度+(10-20) °C，拉速穩(wěn)定；
(2)軋制工藝采用控軋控冷工藝，為兩階段軋制；軋前連鑄坯加熱溫度1180°C 12500C ;粗軋溫度1000 1100°C ;精軋開(kāi)軋溫度850 900°C ;軋后層流冷卻，終冷溫度550 720°C，冷卻速率5 15°C /s ;隨后空冷； (3)調(diào)質(zhì)工藝淬火溫度為870 950°C，總保溫時(shí)間為162 202min，回火溫度為55(T680°C，總保溫時(shí)間為200 330min，得到應(yīng)變時(shí)效性能優(yōu)良的海洋工程用鋼板。本發(fā)明中，按照潔凈鋼的冶煉及控制鐵水預(yù)處理進(jìn)行降硫；轉(zhuǎn)爐采用雙渣法降磷和出鋼擋渣防止回磷；保證白渣精煉時(shí)間，吸附夾雜物和減少鋼中的s、0等元素含量；使用鈣處理，改善夾雜物形態(tài)；真空處理，降低H、N等有害元素含量；最終得到內(nèi)部質(zhì)量較優(yōu)良的連鑄坯。軋前連鑄坯加熱溫度1180°C 1250°C，既保證微合金元素完全固溶和又防止溫度過(guò)高導(dǎo)致晶粒長(zhǎng)大；粗軋采用高溫低速大壓下來(lái)破碎柱狀晶和焊合坯料內(nèi)部缺陷以及細(xì)化奧氏體晶粒；精軋后三道累計(jì)壓下率大于24%，通過(guò)未在結(jié)晶區(qū)的低溫大變形誘導(dǎo)鐵素體機(jī)制以及適當(dāng)控冷工藝終冷溫度550 720°C，冷卻速率5 15°C /s，得到控制晶粒大小的目的。合理的調(diào)質(zhì)工藝，淬火溫度為870 950°C，總保溫時(shí)間為162 202min，回火溫度為55(T680°C，總保溫時(shí)間為200 330min，起到以下三個(gè)目的(I)晶粒細(xì)化，阻礙了游離態(tài)C、N原子的遷移；(2)晶粒細(xì)化，提高沖擊性能，間接提高時(shí)效性能；(3)調(diào)質(zhì)過(guò)程后有碳氮化物析出，降低了鋼中游離態(tài)的C、N原子。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
I、在GB712-2011和九大船級(jí)社標(biāo)準(zhǔn)的化學(xué)成分范圍之內(nèi)，開(kāi)發(fā)出應(yīng)變時(shí)效性能優(yōu)良80mm厚海洋工程用E36-Z35鋼板，對(duì)軋機(jī)負(fù)荷要求不是太高，一般的中厚板軋機(jī)均可生產(chǎn)，因此，適用性廣，適合國(guó)內(nèi)大多數(shù)中厚板廠生產(chǎn)。2、通過(guò)潔凈鋼的冶煉，降低坯料偏析和疏松等內(nèi)部缺陷，并有效地控制N元素的含量；通過(guò)粗軋高溫低速大壓下，破碎柱狀晶和細(xì)化奧氏體晶粒；通過(guò)精軋累積變形以及配合控冷，得到控制熱軋后晶粒大小的目的。3、通過(guò)合理的調(diào)質(zhì)工藝可以(I)晶粒細(xì)化，阻礙了游離態(tài)C、N原子的遷移；(2)晶粒細(xì)化，提高沖擊性能，間接提高時(shí)效性能；(3)調(diào)質(zhì)過(guò)程后有碳氮化物析出，降低了鋼中游離態(tài)的C、N原子。4、本發(fā)明的制造方法,生產(chǎn)工藝穩(wěn)定,機(jī)械性能優(yōu)良。本發(fā)明特別適用于80mm厚海洋工程用E36N-Z35鋼板中，具有高強(qiáng)度、高塑性、良好的Z向抗層狀撕裂性能，應(yīng)變時(shí)效性能優(yōu)良。


圖I為本發(fā)明的試驗(yàn)鋼板厚1/4處在金相顯微鏡下典型的組織形貌圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I 4
實(shí)施例I 4的80mm厚應(yīng)變時(shí)效性能優(yōu)良的海洋工程用E36N-Z35鋼板的化學(xué)成分如表I所示
表I
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)變時(shí)效性能優(yōu)良的海洋工程用鋼板，其特征在于該鋼板化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為C O. 08 O. 15%, Si O. 20 O. 40%, Mn I. 00 I. 60%, P 彡 O. 010%, S 彡 O. 002%,Nb O. 025 O. 050%, V O. 040 O. 065%, Ti O. 005 O. 020%, Cr ( O. 15%, Ni O. 10 O.40%，Cu 彡 O. 15%，MoO. 04 O. 08%，Al O. 0250 O. 040%，O 彡 20 ppm, N ^ 40 ppm,H^2ppm,余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的應(yīng)變時(shí)效性能優(yōu)良的海洋工程用鋼板，其特征在于該鋼板化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為C O. 11%, Si O. 20%, Mn I. 50%, PO. 009%, SO. 0013%,Nb O. 035%, V O. 050%, Ti O. 008%, Cr O. 06%, Ni O. 39%, CuO. 15%, MoO. 08%, Al O. 030%,00.0018%, N ^ O. 0037%, HO. 00020%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
3.—種權(quán)利要求I所述應(yīng)變時(shí)效性能優(yōu)良的海洋工程用鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于該方法具體要求如下(I)煉鋼及連鑄工藝鐵水脫硫后目標(biāo)硫< O. 004% ;轉(zhuǎn)爐冶煉采用雙渣法脫磷，轉(zhuǎn)爐出鋼當(dāng)渣；精煉采用白渣操作，白渣保持時(shí)間> 10分鐘，精煉總時(shí)間確保> 35分鐘；真空處理保持時(shí)間> 18分鐘；真空處理后進(jìn)行鈣處理；連鑄中包目標(biāo)溫度為液相線溫度+(10-20) °C，拉速穩(wěn)定； (2)軋制工藝采用控軋控冷工藝，為兩階段軋制；軋前連鑄坯加熱溫度1180°C 12500C ;粗軋溫度1000 1100°C ;精軋開(kāi)軋溫度850 900°C ;軋后層流冷卻，終冷溫度550 720°C，冷卻速率5 15°C /s ;隨后空冷； (3)調(diào)質(zhì)工藝淬火溫度為870 950°C，總保溫時(shí)間為162 202min，回火溫度為55(T680°C，總保溫時(shí)間為200 330min，得到應(yīng)變時(shí)效性能優(yōu)良的海洋工程用鋼板。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)變時(shí)效性能優(yōu)良的海洋工程用鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于步驟(I)中，按照潔凈鋼的冶煉及控制鐵水預(yù)處理進(jìn)行降硫；轉(zhuǎn)爐采用雙渣法降磷和出鋼擋渣防止回磷；保證白渣精煉時(shí)間，吸附夾雜物和減少鋼中的S、0元素含量；使用鈣處理，改善夾雜物形態(tài)；真空處理，降低H、N有害元素含量；最終得到內(nèi)部質(zhì)量較優(yōu)良的連鑄坯。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)變時(shí)效性能優(yōu)良的海洋工程用鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于得到的連鑄板坯厚度為260mm，海洋工程用鋼板的厚度為80mm。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種應(yīng)變時(shí)效性能優(yōu)良的海洋工程用鋼板及其制造方法，該鋼板化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為C0.08～0.15%，Si0.20～0.40%，Mn1.00～1.60%，P≤0.010%，S≤0.002%，Nb0.025～0.050%，V0.040～0.065%，Ti0.005～0.020%，Cr≤0.15%，Ni0.10～0.40%，Cu≤0.15%，Mo0.04~0.08%，Al0.0250～0.040%，O≤20ppm，N≤40ppm，H≤2ppm，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。采用控軋控冷工藝，調(diào)質(zhì)處理，得到的海洋工程用鋼板具有高強(qiáng)度、高塑性、良好的Z向抗層狀撕裂性能，應(yīng)變時(shí)效性能優(yōu)良。
文檔編號(hào)C22C38/50GK102828114SQ20121030944
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月28日
發(fā)明者崔強(qiáng), 車(chē)馬俊, 吳年春, 尹雨群, 劉朝霞, 李恒坤, 鄧偉 申請(qǐng)人:南京鋼鐵股份有限公司