[发明专利]一种高强度优良低温韧性船用钢及其一钢多级热处理工艺

说明书

本发明是一种高强度优良低温韧性船用钢及其一钢多级热处理工艺，化学成分质量百分数为：C0.12‑0.15%，Si0.20‑0.30%，Mn1.40‑1.70%，Ni0.12‑0.15%，Cr0.16‑0.25%，Mo0.08‑0.12%，Nb0.020‑0.030%，Ti0.012‑0.018%，V≤0.02%，P≤0.015%，S≤0.002%，B0.0020‑0.0030%，以及余量的Fe和不可避免的杂质。通过本发明工艺的不同淬火、回火工艺组合，可以生产出最大厚度50mm的满足E460~E550强度等级高强度优良低温韧性船用钢板，合金成本低，工艺适应性广。本发明解决不同钢级、不同板厚需不同成分，组织生产困难的问题，实现一钢多级的柔性制造。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，涉及船用钢及其热处理工艺，具体的说是一种高强度优良低温韧性船用钢及其一钢多级热处理工艺。

背景技术

进入21世纪后，随着科学技术与经济全球化的发展，海洋资源开发和海洋运输越来越受到重视。在船舶制造行业，2010年中国造船完工量占据世界市场份额的41.9％，新接订单量占据世界市场份额的48.5％、手持订单量占据世界市场份额的40.8％，均位于世界第一，中国已经成为世界造船中心。海洋工程装备制造业的快速发展为上游钢铁行业提供了机遇，也将带动海洋用钢需求同步增长。

现今中厚板的生产大多采用控轧控冷工艺，虽然降低了生产成本，但组织和力学性能稳定性仍然不如调质生产工艺(高温淬火+高温回火)，故调质工艺仍然是中厚板的生产的重要手段。近年来，在高强度优良低温韧性船用钢生产方面取得了一定的成果，并公开发表了一些专利。中国专利号CN 103361551A公开了“一种基于V-N微合金化高强韧船板及其制造方法”，通过添加V、Ti、Nb等多种合金元素，利用细晶强化和沉淀强化的作用提高钢板的强度和冲击韧性，但是屈服强度仅为395MPa，且只提供了-20℃时的冲击韧性。中国专利号CN104357742A公开了“420MPa级海洋工程用大厚度热轧钢板及其生产方法”，通过采用价格低廉的C、Mn固溶强化，优化了钢板中的其他合金元素的配比，在减少贵重金属使用量的情况下保证了钢板的强度，但是其-40℃的冲击吸收功仅为88J。

综上所述，降低贵重合金元素用量、实现一钢多级的柔性制造以降低生产成本、提高生产效率是当前高性能船用钢生产急需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：解决现有技术中目前不同强度等级、不同厚度船用钢需要不同合金成分方案、合金成本高和生产工艺复杂的问题，提供一种高强度优良低温韧性船用钢及其一钢多级热处理工艺，可用于高强度优良低温韧性船用钢成分方案及一钢多级(E460-E550)柔性制造工艺方法。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

一种高强度优良低温韧性船用钢，该船用钢的化学成分按质量百分数为：C：0.12-0.15％，Si：0.20-0.30％，Mn：1.40-1.70％，Ni：0.12-0.15％，Cr：0.16-0.25％，Mo：0.08-0.12％，Nb：0.020-0.030％，Ti：0.012-0.018％，V≤0.02％，P≤0.015％，S≤0.002％，B：0.0020-0.0030％，以及余量的Fe和不可避免的杂质。本发明高强度优良低温韧性船用钢成分中，Nb+V+Mo的总含量小于等于0.17％。

本发明高强度优良低温韧性船用钢的一钢多级热处理工艺，针对E460-E550不同强度等级，热处理工艺采用采用正常淬火或亚温淬火；正常淬火温度为880-930℃，正常淬火保温时间为20-60min，然后水冷至室温，将已淬火冷却至室温的钢坯进行回火，回火温度为600-670℃，回火保温时间为30-90min；亚温淬火温度为790-850℃，亚温淬火保温时间为20-60min，然后水冷至室温，将已淬火冷却至室温的钢坯进行回火，回火温度为440-635℃，回火保温时间为30-90min。