[发明专利]沿厚度方向性能均匀的高强韧性厚钢板及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低合金结构钢及其生产方法，具体地属于一种沿厚度方向性能均匀的高强韧性厚钢板及其生产方法。

背景技术

众所周知，低合金高强度结构钢是我国最重要的工程结构材料之一，具有较高的强度和韧性，良好的塑性和冷热加工性能，能够抵抗过载能力，被广泛应用于建筑结构、海洋平台、压力容器、锅炉制造、水/核电站、造船行业、石油天然气管线、桥梁结构、重型机械制造、交通等国民经济的各个工程领域的建设。随着国民经济和科技的持续发展，工程化建设也随之不断重量化和大型化，对使用的钢铁材料要求也越来越高，特别是对超厚钢板（80mm以上），除了要求有高的强度和塑韧性，还要求具有良好的抗层状撕裂性能和通板力学性能的均匀性。而长期以来我国生产技术、技术装备的缺乏，致使我国生产此类高强度厚钢板通常采用正火或调质工艺生产，增加了制造成本，不利于推广，严重制约了我国超厚钢板的发展，甚至依赖锻造或直接从国外进口来满足国内需求，即便如此，超厚钢板通板力学性能不均匀的问题依然没能得到很好的解决。

本发明前，中国专利申请号为200810141457.9的专利文献，其公开了一种通过淬火+回火，获得厚度为100-114mm的超厚钢板，但其存在贵重元素Mo和Cr含量多，其不仅工艺成本高，合金成本也较高。

中国专利申请号为200810141500.1和中国专利申请号为201010113835.X的文献，也是通过添加大量贵重合金Mo、Cr，后续采用正火+回火或二次淬火+回火获得了超厚钢板，其存在工艺和合金成本均较高，不利于推广。

中国专利申请号为201010275268.8、200910312460.7、20101028305.3、201010208311.9、201010501298.6、201110176674.3的文献，均采用正火热处理工艺，同样存在工艺成本高，生产周期长等缺点。

中国专利申请号为200910045452.0和中国专利申请号为201110285075.5的文献，采用TMCP和控轧工艺成功生产了超厚钢板，但该两个文献均对通板力学性能均匀性不做要求。通过上述分析可知，所检索到的文献均没能解决超厚钢板通板力学性能不均匀的问题。

发明内容

本发明针对现有超厚钢板通板力学性能不均的不足，提供一种沿厚度方向性能均匀，不需添加大量Mo、Cr等贵重金属，生产工艺简单，生产厚度为80～120mm并具有良好的焊接和冷热加工性能的沿厚度方向性能均匀的高强韧性厚钢板及其生产方法。

实现上述目的的措施：

沿厚度方向性能均匀的高强韧性厚钢板，其组分及重量百分比含量为：C：0.03～0.10%，Si：0.10～0.32%，Mn：0.60～1.35%，P≤0.010%，S≤0.002%， Nb：0.012～0.032%，V：0.06～0.12%，Cu：1.25～2.75%，Ni：1.10～2.85%，Ca：0.0015～0.012%，Zr：0.0015～0.020%，[N]:10～40×10^-4%，余量为Fe及不可避免杂质；同时必须满足公式：①Ni/（Cu+2Cr+Mo）=0.75～1.30,②Zr/N =4～7，③Ca+Zr≤0.025%。

其特征在于：另添加有Ti：0.006～0.018%，Als：0.012～0.038%，Mo≤0.12%及Cr≤0.12%。

生产沿厚度方向性能均匀的高强韧性厚钢板的方法，其步骤：

1）进行转炉冶炼，控制来料铁水温度在1260～1300℃，铁水成分P≤0.15%，S≤0.002%；控制转炉冶炼中点吹次数不大于2次，控制钢水终点成分：C：0.05～0.07%，P≤0.010%；

2）进行LF精炼，控制钢水到站温度不低于1550℃，精炼时间在30～40分钟，白渣保持时间在10～20分钟，白渣碱度控制在3.0～4.0；

3）进行RH真空处理，控制到站钢水温度在1600～1620℃，处理时间在15～25分钟；

4）进行浇注，控制拉坯速度在0.8～1.2m/min；所述板坯厚度断面尺寸为250～300mm，且控制板坯厚度与成品厚度的比值不低于2.75；

5）对铸坯加热，其加热温度为1260～1320℃，铸坯上下表面温差控制在不超过10℃；在1180～1220℃下保温40～50min，在炉总加热时间为210～270min；