[发明专利]海洋工程用FQ70级超高强特厚钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种特种钢板材及其制造方法，特别涉及一种应用连铸坯生产抗层状撕裂FQ70（FH690）级超高强度高韧性特厚钢板及其制造方法，涉及炼钢、连铸、轧制及热处理工序，可用于船舶及海洋工程、机械工程、桥梁及建筑等工程。

背景技术

随着陆地资源逐渐减少，世界各国都在积极向海洋领域开发资源。我国海域存在着大量的油气和风力资源, 它们是国民经济发展所必需的海洋能源。 海洋发展已成为国家发展规划的重要组成部分, 如“十二五”期间我国将投资3500亿元人民币大力发展远洋运输和海洋石油事业，并建设钻井平台等海洋工程用高钢级宽厚钢板。海洋工程用FQ70超高强高韧性钢板力学性能按照ABS船级社规范要求需达到以下指标：屈服强度ReH≥690MPa，抗拉强度Rm≥770MPa，延伸率≥14%，-60℃夏比冲击功≥46J，NDT（Non-destructive testing，即非破坏性试验，简称NDT）温度≤-60℃，抗层状撕裂（Z向断面收缩性能）大于35%；目前，还没有其他企业完成连铸坯制造60-100mm厚度规格海洋工程用FQ70级超高强高韧性特厚钢板的开发及工业生产。

如公开号为CN101418418A的发明专利提出一种屈服强度为690MPa的低焊接裂纹敏感钢板的制造方法，但只保证-20℃夏比冲击功，不能满足FQ70（FH690）级钢板要求的-60℃夏比冲击功标准，且无抗层状撕裂性能指标；同时，化学成分中C元素的含量在0.03-0.06%，含贵重合金V为 0.04-0.12%，而V合金的价格较贵，成本较高，没有价格优势。

公开号为CN102260823B的发明专利提出一种屈服强度为690Mpa的高强钢板及其制造方法，其采用的工艺为热轧后加回火，且只保证-20℃夏比冲击功，亦不能满足FQ70（FH690）级钢板要求的-60℃夏比冲击功标准，且无抗层状撕裂性能指标；同时，含贵重合金V 为0.02-0.07%，而V合金的价格较贵，成本较高，没有价格优势

另外，公开号为CN101984119A的发明专利提出NV-F690超高强度船板钢及其制备方法，-60℃夏比冲击功满足DNV船级社规范，也满足ABS、LR船级社规范，也采用连铸坯轧制生产，但其最大壁厚只能达到50mm，且无抗层状撕裂性能指标；化学成分中C元素的含量在0.03-0.05%，含贵重金属Cu为1.0-1.7%，同时不含有元素B。

因此，提供一种海洋工程用抗层状撕裂FQ70（FH690）级超高强特厚钢板及其制造方法，该钢板上屈服强度不低于690MPa，抗拉强度770-940MPa，-60℃夏比V型冲击功不低于46J，是业界亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在的缺陷提供一种海洋工程用FQ70级超高强特厚钢板，该钢板综合力学性能及焊接性能优良，成本低廉。

本发明的目的还在于提供一种海洋工程用FQ70级超高强特厚钢板的制造方法，该制造方法采用连铸坯轧制成材，经淬火和回火工序后即可出成品，流程简单且成材率高。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：

一种海洋工程用FQ70级超高强特厚钢板，其包含的组分及其重量百分比为：

C 0.125～0.165%，Si≤0.25%；Mn 0.50～1.5%，Al 0.015～0.06%，Nb 0.01～0.045%，Ti 0.010～0.020%，Ni 0.8～1.5%，Cr 0.6～1.0%；Mo 0.15～0.40%，P≤0.015%,S≤0.003%,N≤0.006%,B 0.0008～0.0030%，其余为铁及不可避免的杂质元素；

该海洋工程用FQ70级超高强特厚钢板的厚度在60-100mm，力学性能满足：上屈服强度≥690MPa，抗拉强度770～940MPa，延伸率≥14%，抗层状撕裂（Z向断面收缩率）≥35%，-60℃夏比V型冲击功≥100J，非破坏性试验温度低于-60℃，-60℃热影响区夏比V型冲击功≥46J。

本发明为达到上述目的而进行的化学成分设计思路解释如下：

碳(C)：碳能显著提高钢的淬透性，从而通过淬火和回火获得所需的强度和韧性，同时可以与Nb、Mo、Cr、Ti、Fe形成碳化物，起到析出强化和晶粒细化韧化材料的作用；但过量的碳含量会损害钢的延性、韧性及焊接性能；所以，本发明选择的碳含量为0.125～0.165%。