[发明专利]一种适于低温下使用的大厚度、高强度钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于大厚度、高强度钢板制造领域，具体涉及一种屈服强度为550MPa级、厚度在80～125mm的钢板及其制造方法，该钢板能够在-60℃低温环境下使用且其抗层状撕裂性能≥35%。

背景技术

陆地和浅海油气资源的日渐枯竭使得海洋油气资源开采逐渐向深水海域发展。深水油气钻采要求海洋工程装备大型化、轻量化、长寿命、可移动，这就要求制造海洋工程装备所使用的钢板应具有高的强度、高的韧性、大的厚度以满足在波浪、海潮、风暴及寒冷流冰等严峻的深水海洋环境中这些大型装备能长期、安全、可靠、稳定地工作。由于海洋工程装备为大型焊接结构，因此要求海洋工程用钢具有高的抗层状撕裂性能（Z向性能）。另外，在工程机械领域，工程机械逐渐向大型化发展，随着这类工程机械的作业范围越来越广，作业环境越来越恶劣，这就要求所使用的钢板除具有高的强度（≥550MPa），高的韧性、高的抗层状撕裂性能（≥35%）外同时具有大的厚度（≥80mm）以适应恶劣作用环境的要求。要制造同时满足前述各要求的钢板一直是摆在本领域技术人员的一道难题。

专利公开号CN101781742A的发明专利采用控轧控冷技术，提出了一种屈服强度≥550MPa可在-60°C下使用的中厚船板钢及其制造方法，但据此发明制造的最大钢板厚度仅为40mm，该厚度值不适用于大型海洋工程装备的要求。

专利公开号CN101906591A的发明专利申请采用控轧控冷 + 回火处理的技术，披露了一种屈服强度≥550MPa可在-60°C下使用的超高强度钢板及其生产方法。但是，据此制造的最大钢板厚度仅为60mm。

专利公开号CN103741079A 和CN102337460A的发明专利申请采用控轧控冷 + 调质处理的技术，各披露了一种屈服强度≥550MPa可在-60°C下使用的超高强度海洋工程用钢板及其生产方法。据此发明制造的最大钢板厚度分别为70mm和80mm，但其Z向性能能否满足钢板应用于海洋工程的要求CN103741079A并未见披露。

专利公开号CN103540850A的发明专利可制造最大厚度为80mm钢板，但其仅能满足-20°C下冲击韧性的要求；专利公开号CN102691000A的发明申请可制造最大厚度为100mm的钢板，但其冲击韧性仅能满足-40°C下的使用要求。

基于上述海洋工程用钢板的制造现状，制造出同时满足高强度、良好的塑性、高的抗层状撕裂性能，且能够适应深海低温环境（-60°C）的大厚度钢板是本领域技术人员需要进一步探索的课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种特别用于海洋工程建设的能够适用于-60℃低温环境、厚度为80～125mm的钢板，同时该钢板具有高的强度、良好的塑性、高的低温韧性和高的Z向性能。

本发明所要解决的另一技术问题是针对上述现有技术现状提供一种制造上述适于低温下使用的大厚度、高强度钢板的制造方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为，一种适于低温下使用的大厚度、高强度钢板，该钢板的化学成分按质量百分比计为C：0.08～0.15%，Si：0.15～0.35%，Mn：0.95～1.25%，P：≤0.01%，S：≤0.005%，Cr：0.35～0.55%，Mo：0.35～0.55%，Ni：0.8～1.5%，Cu：0.20～0.40%，Al：0.02～0.08%，V：0.03～0.05%，Nb：0.02～0.04%，Ti：≤0.02%，N：≤ 0.006%，B：0.0008～0.002%，余量为Fe 及不可避免的杂质元素；所述钢板的厚度为80～125mm，屈服强度≥550MPa，抗拉强度为670～835MPa，延伸率≥16%，钢板的抗层状撕裂性能335%，-60°C下钢板在1/4和1/2厚度处的夏比冲击功均>100J。