[发明专利]一种海洋工程用高锰中厚钢板及其生产方法

说明书

本发明公开一种海洋工程用高锰中厚钢板及其生产方法。钢中含有C：0.05％～0.25％、Mn：5.0％～9.0％、Si：0.20％～0.50％、Cu：0.10％～0.50％、Ni：0.25％～0.40％、Cr：0.30％～0.90％、Mo：0.25％～0.80％、N：0.001％～0.007、P≤0.01％、S≤0.01％、Al：0.01％～0.05％，其余为Fe和不可避免的杂质。加热温度1140～1220℃；一阶段开轧温度≥1000℃，单道次压下率＞13％，累计压下率为40％～50％，二阶段终轧温度850～900℃，单道次压下率5％～12％，累计压下率50％～60％；冷速3～7℃/s，返红温度300～450℃，最后进行调质处理。钢板厚30～65mm，低温韧性优良，轧后表面无冷裂纹。

技术领域

本发明属于中厚钢板制备技术领域，特别涉及到一种适用于海洋工程用高锰中厚钢板的成分设计及其轧制方法。

背景技术

中高锰钢在现代的社会被广泛的应用于耐磨件、汽车、矿山机械以及海洋平台等。因为中高锰钢具有良好的拉伸和低温韧性，所以特别适用于海洋工程领域中对钢板的减量化需求。而钢中普遍含有较高的Mn，所以无论是冶炼，还是轧制过程，都是生产难度较高的钢种。高锰钢虽然具有良好的拉伸和低温韧性，被认为是可以弥补Ni系低温钢昂贵成本的钢种，但是高锰含量钢的加工性能差，轧制过程中极易产生冷裂纹。锰钢加工性能差的缺点严重制约了锰钢的发展。为解决这一问题，各钢铁企业均开展了相关试验，目前尚未得到彻底的解决。

CN104630641A公开了800MPa级高强度高塑性低碳中锰钢及其制造方法，钢中含有：C：0.05％～0.25％，Si：0.02％～0.40％，Mn：3.0％～7.0％，P≤0.015％，S≤0.015％，Al：1.5％～3.5％，Cr：0.02％～0.60％，Cu≤0.50％，Mo≤0.4％，Nb≤0.10％，N≤0.010％，余量为Fe及不可避免的杂质。Mn含量较低，不能很好的发挥出Mn钢的优势，没有适当的运用Cr、Mo、Ni、Cu等合金的合理配合，形成有效的第二相析出强化，也不能有效的避免钢板在缓慢冷却过程中出现的冷裂纹。另外，生产的钢板为冷轧卷板，且没有说明产品厚度，不能生产厚度为30～65mm热轧中厚板。

CN101550515A公开了一种含铜高强韧高锰钢及其制造方法，其高锰钢使用用途为汽车板，厚度没有做要求，不适用于30～65mm大厚度海洋工程用钢板，且轧制机理中没有考虑到改善铸态组织方面。

CN104805378A公开了一种高强韧的超低碳中锰钢中厚板及其制备方法，生产的钢板厚度为20～50mm，不适用于生产更大厚度厚板。其轧制工艺不能有效的解决轧制过程中厚度方向性能不一的问题。

CN102534406A公开了中锰钢及其制备方法，为电炉冶炼、砂型铸造中锰钢，无法生产连铸热轧大厚度高锰钢板。

发明内容

本发明提供一种海洋工程用高锰中厚钢板及其制造方法，通过锰钢化学成分的设计调整、控制钢质洁净度、以及控制轧制和控制冷却的工艺优化，使高锰钢可以克服轧制后易产生冷裂纹的问题，低温冲击性能得到改善。采用两阶段轧制和控制道次压下率，显著提升钢板全厚度方向的性能一致性。生产出的含锰中厚钢板适用于海洋工程领域。

具体的技术方案是：

一种抗轧制冷裂纹且具有良好低温冲击性能的锰钢钢板，其特征在于按质量百分比计，钢中含有C：0.05％～0.25％、Mn：5.0％～9.0％、Si：0.20％～0.50％、Cu：0.10％～0.50％、Ni：0.25％～0.40％、Cr：0.30％～0.90％、Mo：0.25％～0.80％、N：0.001％～0.007％、P≤0.01％、S≤0.01％以及Al：0.01％～0.05％，其余为Fe和不可避免的杂质。

本发明的锰钢中各合金成分作用机理如下：