[发明专利]一种高强度超厚钢板

说明书

技术领域

本发明涉及一种冶金技术领域，尤其是涉及一种高强度超厚钢板，特别是一种厚度大于200mm的超厚钢板材料。

背景技术

随着工业技术的迅速发展和设备大型化的要求，世界各国对各种强度级别的超厚钢板的需求量显著增加，钢板的厚度也随之不断提升。例如，海洋工程钻采用自升式平台桩腿用齿条板，其强度级别达到690MPa，厚度从127mm至224mm不等。石油炼化装置——加氢反应器用抗氢CrMo钢，其极限厚度需求也由过去的120mm提升200mm以上。部分水电用钢的钢板厚度更是达到270mm以上。超厚钢板不仅要求一定的强韧性匹配，更为重要的是，为了保证设备和工程的安全平稳运行，应具有良好的截面性能均匀性和良好的心部性能，尤其是低温韧性。高强度超厚型的具有良好的截面性能均匀性和低温韧性的钢板的迫切需求，给本领域的技术人员带来越来越大的挑战。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种36kg强度级别的超厚钢板材料，该材料具有良好的截面均匀性和低温韧性，尤其是良好的心部冲击韧性。

本发明定义的高强度超厚钢板是指强度大于36kg级别、厚度大于200mm的钢板。

本发明提供了一种高强度超厚钢板，以质量百分比记，其包括：C：0.10-0.16％，Si：0.35％-0.45％，Mn：1.35％-1.55％，Ni：0.15-0.50％，Cr：0.001％-0.25％，P：≤0.008％，S：≤0.005％，Al：0.015％-0.04％，V：0.06％-0.08％，N：0.0090％-0.015％，且0.5*0.529*Al+0.2*0.275*V≤N≤0.8*(0.529*Al+0.275*V)，余量为Fe。

该钢板的厚度为200-400mm，经正火处理，正火工艺为890～930℃加热均温后空冷或水冷。钢板截面的1/4位置和心部为细小的铁素体组织和少量珠光体组织，其晶粒度大于ASTM 8级。

进一步地，上述钢板的生产工艺，包括如下步骤：

(1)冶炼，采用电炉或转炉将配好的原料进行冶炼；

(2)精炼，使用钢包精炼炉，用于钢水脱硫、调温和合金化，并为钢水脱氢和脱氮或者真空脱气；

(3)浇注，使用氩气保护模铸锭浇注；

(4)开坯，锻造或轧制开坯；

(5)轧制，将开坯后的钢板在轧机中轧制成200-400mm厚度；

(6)热处理，将经轧制的钢板经正火处理，正火工艺为890-930℃加热均温后空冷或水冷；

其中，最小模铸锭身的最小厚度不低于800mm，且总变形比不低于3:1。

进一步地，上述钢板的生产工艺，包括如下步骤：

(1)冶炼，采用电炉或转炉将配好的原料进行冶炼；

(2)精炼，使用钢包精炼炉，用于钢水脱硫、调温和合金化，并为钢水脱氢和脱氮或者真空脱气；

(3)铸坯，板坯或方坯连铸；

(4)电渣重熔，采用气体保护电渣重熔；

(4)开坯，轧制开坯；

(5)轧制，将开坯后的钢板在轧机中轧制成200-400mm厚度；

(6)热处理，将经轧制的钢板经正火处理，正火工艺为890-930℃加热均温后空冷或水冷；

其中，最小模铸锭身的最小厚度不低于500mm，且总变形比不低于2:1。

对本发明的技术方案解释说明如下：

对于厚度大于200mm的超厚钢板，生产难点在于如何保证整个截面的获得强化效果和性能均匀性，尤其是应获得心部良好的低温韧性。对于36kg强度级别的钢板，其显微组织为铁素体和珠光体组织。超厚钢板热轧空冷的冷速非常低，例如250mm钢板的平均冷速不超过0.05℃/s，即使采用轧后加速冷却，由于热传导的滞后效应，钢板的心部冷速也不超过0.1℃/s。这种现状造成了热轧态钢板的显微组织非常粗大。因此通常采用正火热处理使超厚钢板的组织细化和均匀化。正火时为促进降温过程中冷速的提高，有时也采用加速冷却的方式，如水冷。