一種高強度特厚鋼板及其生產(chǎn)方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于冶金技術領域，特別涉及一種厚度266mm、屈服強度在460MPa以上的 高強度特厚鋼板及其生產(chǎn)方法。
【背景技術】
[0002] 在科學技術和現(xiàn)代工業(yè)高速發(fā)展的今天，機械和建筑等用特厚鋼板市場需求越來 越大，對鋼板的性能要求越來越高，厚度規(guī)格要求也由以前的50mm以下上升到80mm以上甚 至120_以上。特厚板能廣泛的應用于工程機械、橋梁、容器、車輛、船舶、電力設備及其他 結構件，但如此大的厚度規(guī)格上保證性能合格均勻，其生產(chǎn)難度較大。
[0003] 目前，生產(chǎn)特厚板大部分在150mm以下，如舞陽鋼鐵有限責任公司申請的專利 申請?zhí)枮?00810141457. 9公開了 "一種大厚度調質高強度鋼板及其生產(chǎn)方法"，其含有 C 彡 0· 18%，SiO. 1-0. 4%，Mn 彡 1. 2%，NiO. 7-1. 7%，CrL 0-1. 5, MoO. 4-0. 6%，V0. 03-0. 08%，能 提供一種厚度為100~114mm的大厚度鋼板，具有高強度、較好的抗層狀撕裂性能和良好的 低溫韌性。但最厚到114mm，不能滿足更厚級別鋼板的需求。
[0004] 南陽漢冶特鋼有限公司申請的"一種150mmQ245R特厚鋼板及其生產(chǎn)方法"（申 請?zhí)枮?01110176685. 1)，涉及一種150mmQ245R的容器鋼，厚度只有150mm，其強度也只有 250MPa級別，無論厚度和強度都不滿足更厚更高強度級別的特厚板需要。
[0005] 專利申請?zhí)枮?00810249817. 7提供的"一種生產(chǎn)特厚鋼板的工藝方法"，將兩塊 板坯經(jīng)過切割、平正、清潔，通過抽真空并焊合成一塊新的板坯，然后進行加熱、乳制，以解 決大型模鑄心部偏析和疏松的問題。但其工序復雜，生產(chǎn)效率較低，并且容易出現(xiàn)分層缺 陷。
[0006] 首鋼總公司申請的名為"一種IOOmm低合金高強度特厚鋼板及其制造方法"（專利 申請?zhí)枮?00810119503. 5)，生產(chǎn)的是厚度為IOOmm的低合金特厚鋼板；首鋼總公司申請的 另外"一種100mm、400MPa級高強度特厚鋼板及其制造方法"（申請?zhí)枮?00810224732. 3)， 亦具有較高的屈服強度，且不需要熱處理，但其特厚鋼板的厚度只有100mm，也無法滿足市 場對鋼板厚度越來越大的需求。
[0007] 綜上所述，目前生產(chǎn)的特厚板普遍存在的缺陷是：
[0008] 1、產(chǎn)品厚度規(guī)格較小、強度低，適用范圍窄；
[0009] 2、生產(chǎn)工藝復雜，生產(chǎn)效率低，容易產(chǎn)生分層等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的旨在提供一種厚度規(guī)格為266mm，屈服強度在460MPa以上的特厚鋼 板及其生產(chǎn)方法。
[0011] 為此，本發(fā)明所采取的解決方案是：
[0012] 一種高強度特厚鋼板，其特征在于，266mm高強度特厚鋼板的化學成分wt%含 量為：CO. 12 ~0· 14%、SiO. 16 ~0· 24%、MnL 45 ~1. 60%、P 彡 0· 020%，S 彡 0· 005%、 NiO. 15-0. 35%、CrO. 14-0. 24%、MoO. 15 ~0. 25%、V0.0 3 ~0. 05%、Ti0.0 15 ~0. 025%、 CuO. 2-0. 3%、Als0.0 15~0. 040%，其余為Fe以及不可避免的雜質。
[0013] 以上合金元素種類及其含量選擇的理由是：
[0014] 碳：在特厚板鋼的化學成分設計中，碳對鋼的強度、韌性、焊接性能、冶煉成本影響 很大。為了使鋼板具有良好的焊接性能、較好的低溫沖擊韌性，必須降低鋼中的含碳量，使 其控制在中下限。因為碳是較強的固溶強化元素，能顯著提高鋼板強度，但碳含量過高，不 利于焊接和滲碳體等第二相的控制，會使鋼板的韌性、塑性和焊接性能明顯惡化，因此本發(fā) 明的碳含量定為0. 12~0. 14%。
[0015] 錳：錳是提高強度和韌性的有效元素，它是弱碳化物形成元素，它在冶煉中的作用 是脫氧和消除硫的影響，還可以降低奧氏體轉變溫度，細化鐵素體晶粒，對提高鋼板強度和 韌性有益。同時還能固溶強化鐵素體和增加鋼的淬透性。一般用低碳高錳類型的鋼作為焊 接結構鋼時，錳/碳比值越大（達2. 5以上），鋼的低溫韌性就越好。錳含量過高時，則鋼硬 化而延展性變壞，本發(fā)明的錳含量定為1. 45~1. 6%。
[0016] 硅：硅起到脫氧劑的作用，同時有固溶強化作用，還可以極大延緩碳化物的形成， 滯后滲碳體的長大，增加奧氏體穩(wěn)定性。但是硅含量高，鋼種易出現(xiàn)夾雜物，鋼材易生銹，熱 軋生產(chǎn)中鐵銹容易被軋入鋼板表層，同時硅對多線程焊接時局部脆性區(qū)域有危害性，本發(fā) 明的硅含量定為0. 16-0. 24%。
[0017] 磷：磷是鋼中的有害元素，雖然它是固溶強化效果最好的元素之一，但是磷偏析晶 界，惡化韌性，直接影響到鋼板的塑性和韌性。磷對鋼是非常有害的元素。應盡量減少其含 量，控制其含量到最低。
[0018] 硫：硫是鋼中的有害元素。硫化錳、氧化物夾雜或碳化物等第二相顆粒的存在都會 降低鋼的塑性和強韌性，降低鋼的延伸率。硫化錳有一定塑性，隨軋制方向拉長延伸，加大 了鋼的各向異性，這對鋼的橫向性能非常不利。硫形成的硫化鐵使鋼在熱軋和焊接中產(chǎn)生 熱脆裂紋，含硫較高時，抗硫化氫腐蝕能力大為下降，盡量控制其含量最低。
[0019] 鎳：對鋼的強度貢獻較小，但鋼中添加適當?shù)腘i能顯著改善鋼的韌性，尤其是能 顯著提高鋼的低溫韌性，但含量超過一定值后效果就不再明顯，故本發(fā)明中，Ni的含量控制 在 0· 15% ~0· 35%。
[0020] 鉻：鉻能擴大鐵素體區(qū)，具有提高淬火硬化、耐蝕性的優(yōu)點，但過高的Cr對韌性造 成損害，故本發(fā)明中加入Cr含量為0. 14%~0. 24%。
[0021] Mo有提高鋼的強度和淬透性的作用，同時具有不降低鋼的低溫沖擊功的優(yōu)點，但 含量過高會導致鋼的脆化，本發(fā)明中的Mo含量為0. 15%~0. 25%。
[0022] 鋁：鋁是脫氧元素，可作為氮化鋁形成元素，有效地細化晶粒，其含量不足0. 01% 時，效果較??；超過〇. 07%時，脫氧作用達到飽和；再高則對母材及焊接熱影響區(qū)韌性有害。 所以，在特厚板中將鋁含量限定在〇. 015%~0. 04%范圍內(nèi)。
[0023] 釩：在合金元素中是鋼中的強化元素，由于VC、V(CN)的沉淀強化，可使鋼的強度 明顯提高。但是提高韌脆轉變溫度，其含量一般控制在0. 10%以下，本發(fā)明將釩含量定為 0. 03 ~0. 05%。
[0024] 鈦：加入微量的鈦，是為了固定鋼中的氮元素。另外鈦有強烈的析出強化作用，可 以提高鋼的強度，對焊接熱影響區(qū)處的硬度也有好的影響作用在最佳狀態(tài)下，鈦的氮化物 顆粒的存在可抑制焊接熱影響區(qū)的晶粒粗化，阻止鋼坯在加熱、乳制、焊接過程中晶粒的長 大，改善母材和焊接熱影響區(qū)的韌性。鈦低于0. 005%時，固氮效果差，超過0. 03%時，固氮 效果達到飽和，過剩的鈦可以單獨或與鈮一起形成碳氮化物，強化鋼材，但有時會形成尺寸 較大的析出相，將會使鋼的韌性惡化。過多的鈦含量會引起鈦的氮化物的粗化，對低溫韌性 不利，故將本發(fā)明中鈦含量定為〇. 015~0. 025%。
[0025] 銅：銅不僅對焊接熱影響區(qū)硬化性及韌性沒有影響，又可使母材的強度提高，并且 使低溫韌性大大提高，還能提高鋼的耐腐蝕性能。但銅含量過高容易在加熱或熱軋時產(chǎn)生 裂紋或使表面質量惡化，加入適量的Ni以阻止裂紋的產(chǎn)生，在本發(fā)明中，Cu的含量控制在 0. 20 ~0. 30%。
[0026] -種266mm高強度特厚鋼板的生產(chǎn)方法，其生產(chǎn)工藝流程為：鋼水冶煉一爐外精 煉（LF+VD) -鋼坯澆鑄一坯料清理、包裝一加熱一軋制一堆垛緩冷一熱處理一探傷一取樣 檢驗一檢查一入庫。
[0027] 冶煉工藝：
[0028] 鋼水經(jīng)冶煉后送到LF爐進行精煉處理，VD脫氣，降低有害氣體0、Η、Ν等以及S的 有害作用；LF爐喂Al線I. 5-3m/噸鋼，加鈦鐵0. 55-0. 65kg/噸鋼；VD真空度40-70Pa，保 持15-40min，澆注溫度1560-1580°C，澆鑄成800-1000mm厚鋼坯。
[0029] 軋制工藝：
[0030] 對來料鑄坯進行探傷和清理，加熱前鋼坯表面用I. 5-2. 5mm冷軋板進行全覆蓋包 裝；加熱溫度控制在