[发明专利]屈服强度690MPa高强韧钢板及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明特别涉及一种屈服强度在690MPa级别，并具有优良低温(-80℃)韧性，厚度50-100mm的高强韧钢板及其制备工艺。

背景技术

随着船舶的大型化以及深海油气田的开发，导致轻量型高承载能力构建需求的增加，这为高强韧特厚结构钢板的应用提供了广阔的前景。

多数企业生产特厚(≥50mm)钢板所采用的技术路线是钢锭模铸、锻造(或粗轧)开坯、控轧控冷和热处理。目前还未见有关使用连铸板坯、控轧控冷、热处理工艺路线生产厚度为50-100mm、高屈服强度(≥690MPa)、-80℃下横向冲击吸收能量大于90J钢板的报道。虽然业界也曾提出了多种高强韧钢板，但其性能不能同时满足前述屈服强度、低温韧性和厚度等方面的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种屈服强度690MPa高强韧钢板及其制备工艺，其屈服强度不低于690MPa，抗拉强度不低于750MPa，-80℃下的横向Charpy冲击吸收能量(KV₂-80℃)≥90J，并具有优良的焊接性能，且制造工艺简单，从而克服了现有技术中的不足。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种屈服强度690MPa高强韧钢板，其特征在于，它包含的组分及其重量百分比分别为：C0.07-0.09％，Si0.10-0.35％，Mn0.50-1.60％，Nb0.02-0.05％，Ti0.01-0.02％，Cu1.00-1.50％，Cr0.1-0.80％，Ni0.8-2.0％，Al0.01-0.04％，Mo0.1-0.6％，P≤0.020％，S≤0.010％以及余量的Fe和杂质元素。

进一步的，所述船板钢屈服强度≥690MPa，抗拉强度≥750MPa，-80℃下的横向Charpy冲击吸收能量(KV₂-80℃)≥90J。

优选的，所述高强韧钢板成品厚度50-100mm，且相应连铸板坯厚度与该钢板成品厚度的比值大于3.0。

如上所述屈服强度690MPa高强韧钢板的制备工艺，其特征在于，该工艺为：取与所述高强韧钢板具有相同组分之连铸坯依次经加热保温、轧制、冷却和热处理工序制得目标产品；

所述加热保温工序中，加热温度为1150～1250℃，保温60-240min；

所述轧制工序采用一阶段轧制或两阶段轧制；

所述冷却工序中，冷却速率控制在10～20℃/s，终冷温度控制在350-680℃，后空冷至室温；

所述热处理工序采用奥氏体单相区淬火+回火工艺。

具体而言，在轧制工序中，对于厚度为85-100mm的钢板采用一阶段轧制，终轧温度高于950℃，连铸板坯厚度与成品钢板厚度的比值≥3.0；

对于50-85mm厚钢板采用两阶段轧制，其中，第一阶段轧制为粗轧阶段，开轧温度为950-1100℃，第二阶段轧制为精轧阶段，开轧温度为800-870℃，且精轧阶段总压下率≥50％。

所述奥氏体单相区淬火+回火工艺具体为：将空冷至室温的钢板加热至890-950℃后保温，保温时间90-300min，而后水淬冷却至室温，再在600-680℃等温回火，回火保温时间为90-300min。

所述连铸坯是经依次进行的铁水预脱硫处理、转炉炼钢、钢包精炼、真空脱气和连铸工序制成的。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)采用低碳成分设计，成本低廉，且还有利于改善焊接工艺性能；

(2)使用连铸板坯生产特厚高强韧钢板，成品钢板厚度范围为50-100mm，连铸坯厚度/钢板厚度≥3.0；

(3)高强韧钢板的综合力学性能优良，在-80℃下的Charpy冲击吸收能量≥90J。

本发明适于在对强度和低温韧性要求较高，同时要求具有良好焊接性能的船舶及海洋石油平台制造工艺中应用。

附图说明

图1是实施例1中淬火(Q)状态钢板厚度中心(1/2t)的金相组织照片；

图2是实施例1中淬火(Q)状态钢板距离表面1/4t处的金相组织照片；

图3是实施例2中淬火(Q)状态钢板厚度中心(1/2t)的金相组织照片；

图4是实施例2中淬火(Q)状态钢板距离表面1/4t处的金相组织照片；

图5是实施例3中淬火(Q)状态钢板厚度中心(1/2t)的金相组织照片；

图6是实施例3中淬火(Q)状态钢板距离表面1/4t处的金相组织照片。

具体实施方式