[发明专利]一种小于等于100mm厚的屈服强度390MPa级船板钢及制备方法

说明书

本发明公开了一种小于等于100mm厚的屈服强度390MPa级船板钢及制备方法，包括C、Si、Mn、P、S、Nb、V、Al、Ti、Mo、Cr、Cu、Ni以及余量的Fe和杂质；制法为将具有与所述船板钢相同组分的连铸坯加热，采用两段式轧制后，依次经过第一层流冷却、空冷、第二层流冷却，最后空气冷却至室温，即可。本发明的显著优点为该船板钢≤100mm厚、屈服强度390MPa级、具有优良的低温韧性，且成分设计简单、焊接性能及耐蚀性优、综合力学性能强。

技术领域

本发明属于船板钢制造领域，尤其涉及一种小于等于100mm厚的屈服强度390MPa级船板钢及制备方法。

背景技术

随着国家海洋经济战略的逐步实施，海洋运输业的逐步繁荣，集装箱船也愈加大型化，自重轻量化，从而对船板钢的性能和质量提出了越来越高的要求。

集装箱船达到10000TEU时，要求390MPa级船板最大厚度达到70mm，而18000TEU集装箱船要求对390MPa级船板最大厚度达到85mm，更大型的集装箱船则要求更大厚度的390MPa级船板。

然而，高强度船板厚度越大，板坯中心成分偏析造成的性能不利影响越厉害。在厚度方向上因冷却速度不同造成组织差异很大，心部性能难以满足船级社认证规范，导致产品不合格，轧制过程中变形不均匀产生各种缺陷严重影响钢板的低温冲击韧性和低温应变时效冲击性能。

因此，现亟需生产一种厚度达80mm及以上规格的390MPa级船板。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的是提供一种成分设计简单、综合力学性能优异、且焊接性能及耐蚀性优的小于等于100mm厚的屈服强度390MPa级船板钢；

本发明的第二目的是提供该船板钢的制备方法，该方法能够有效消除特厚板在控制轧制和控制冷却过程中厚度方向上组织差异大，心部性能波动大，低温韧性不良等问题。

技术方案：本发明小于等于100mm厚的屈服强度390MPa级船板钢，按质量百分比包括如下组分：C：0.02～0.09％，Si：0.20～0.50％，Mn：1.2～1.6％，P：≤0.015％，S：≤0.005％，Nb：0.010～0.050％，V：0.001～0.050％，Al：0.01～0.05％，Ti：0.005～0.030％，Mo：0.00～0.08％，Cr：0.08～0.20％，Cu：0.10～0.30％，Ni：0.01～0.40％以及余量的Fe和杂质。

本发明在原料组分中添加C、Si、Mn、P、S、Nb、V、Al、Ti、Mo、Cr、Cu及Ni，其中：

C是钢中最经济，最有效的强化元素，通过固溶强化和析出强化提高钢的强度，但是C含量的提高对钢的塑性，韧性和焊接性能有不利作用，尤其是在高强船板钢中，由于各种合金元素的含量都较高，因此厚板/特厚板的碳当量通常大于0.40，焊接敏感性指数较高，通常大于0.20；在此种情况下降低C含量，一方面有助于提高钢的韧性和塑性，另一方面有利于改善钢的焊接性能。因此，本发明中采用低含量的C。

Si具有适当的固溶强化作用。尽管Si是铁素体稳定元素能够提高γ-α相变温度，促进形成先共析铁素体，这与其它固溶强化元素能够细化铁素体晶粒相反。但是其加入钢中以后，在动力学上可推迟过冷奥氏体中碳化物的析出，对稳定过冷奥氏体起到促进作用。Si的主要作用是脱氧，与Al共同添加，在炼钢和精炼时能够消除钢中的氧，能够阻止由于CO的生成而导致的凝固过程中的缩孔。

Mn是通过固溶强化提高钢的强度，是钢中补偿因C含量降低而引起的强度损失的最主要的元素。Mn还是扩大γ相区的元素，有助于获得细小的相变产物，可以提高钢的韧性，降低韧脆转变温度。因此，本发明中采用高含量的Mn。