[发明专利]微观组织均匀冲击具有良好韧性的特厚板及其制造方法

说明书

一种微观组织均匀冲击具有良好韧性的特厚板及其制造方法，其化学成分及重量百分比为：C：0.020%～0.060%；Si：0.20%～0.50%；Mn：1.50%～1.70%；Mo：0.15%～0.25%；Ni：0.20%～0.40%；Nb：0.015%～0.025%；Ti：0.010%～0.020%；Alt：0.020%～0.050%；Ca：0.0015%～0.0025%；P：≤0.0100%；S：≤0.0030%；N：≤0.0030%；H：≤0.00015%；碳当量Cev(%)范围“0.29%～0.37%”；焊接裂纹敏感性指Pcm(%)范围“0.12%～0.18%”；其余为Fe及不可避免杂质。通过C‑Mn‑Nb‑Mo‑Ni成分体系设计，使用350mm‑450mm规格连铸坯，使用“再结晶区轧制+非再结晶区分段两次轧制”控轧工艺、轧后控冷及堆垛缓冷，所生产100mm‑150mm规格特厚板，微观组织均匀、冲击具有良好韧性、厚度方向性能且比较均匀，具有较好的强度、塑性、韧性及Z向性能。

技术领域

本发明涉及一种钢铁材料技术领域，具体地说是一种微观组织均匀冲击具有良好韧性的特厚板及其制造方法。尤其是针对使用厚度规格≥350mm-450mm连铸坯制备厚度规格≥100mm～150mm的特厚钢板。

背景技术

随着建筑、桥梁、船舶、容器等装备向大型化方向发展，大型集装箱船用止裂钢、特厚桥梁用钢、海底管线钢等高端厚板产品需求量日益增加。在高端特厚板生产过程中，为了增加未再结晶区轧制累积变形量，达到细化晶粒尺寸，并改善低温韧性的目的，待温厚度通常要求≥2倍目标成品钢板厚度；同时为保证钢板全厚度方向未再结晶区轧制及轧制变形向心部的渗透效果，一般采用较低的未再结晶区开轧温度及终轧温度，导致再结晶区轧制后的待温时间明显增加，影响轧制产量，降低生产效率。

在目前的冶金现状下，碳、锰、磷、硫等元素在板坯中心产生偏析，增加特厚钢板心部裂纹和疏松的敏感性，对钢板的韧性产生不利影响。另外，我国拥有大面积的寒冷地区，低的环境温度也会降低钢材的韧性指标，低温脆断现象也不能忽视。在钢的冶炼及轧制成形工艺，特厚板厚度方向抗层状撕裂性能与轧制平面内性能存在较大差异，轧制后钢板内部的非金属夹杂物被压成片状，易导致钢板厚度方向的受拉性能劣化。因此，解决高端特厚板内部质量、全厚度力学性能稳定性和生产效率的平衡问题日益迫切。

对比文件1（授权公告号：CN 103397250A），采用简单的成分体系，在较高的C（0.14%-0.18%）基础上，添加适量的Mn、Ni及微量的Nb、V、Ti等元素，通过TMCP工艺，无需后续热处理，使用400mm厚连铸坯，生产的100mm-150mm厚规格大单重钢板。在钢板轧制过程中，为克服压缩比不足问题，合理匹配两阶段轧制过程中轧制道次、道次压下量、道次压下率，优化待温厚度，并通过降低精轧开轧温度、终轧温度及钢板入水温度等，以改善钢板强度、塑性及韧性的匹配及钢板厚度方向的性能均匀性。该专利所研制的钢种级别可以达到Q460级别，质量等级为D级（-20℃冲击），钢板厚度规格在100mm-150mm之间，其微观组织为铁素体+珠光体。但是该专利并未提非再结晶区轧制过程中分段轧制的概念，也未提及钢板厚度方向抗层状撕裂性能（Z向性能），其冲击温度仅到-20℃，也不具备低温韧性的特点。

对比文件2（授权公告：CN 104988395 A），所发明的高冲击韧性、高Z向性能工程结构用低碳贝氏体钢，力学性能稳定且厚度方向性能比较均匀，具有较好的强度、塑性、韧性及Z向性能，同时钢板内部质量良好。该专利所涉及的低碳贝氏体钢，冲击具有良好韧性，抗层状撕裂性能良好，但厚度规格仅覆盖70mm～100mm，同时该专利也未提及非再结晶区轧制过程中分段轧制的概念。