[发明专利]一种高氮低合金低温韧性强的船板钢及其制造方法

说明书

本发明公开一种高氮低合金低温韧性强的船板钢及其制造方法，其中，所述高氮低合金低温韧性强的船板钢的组分包括C、Si、Mn、P、S、V、Ti、Als、N以及余量的Fe和杂质，且上述组分元素含量必须同时满足如下关系：V+Ti≥0.070，且（V+Ti）/N≥6.95，制造方法是采用V、Ti两种合金元素在较高的N含量下形成碳氮化物的复合强化，通过轧制和冷却工艺的控制，形成大量碳氮化物，有效降低钢中碳含量，制造出高强高韧的船板钢；本发明提供的钢板屈服强度≥370MPa，延伸率A≥25%，‑40℃冲击吸收功≥200J，适用于建造对强度和韧性要求较高的船舶及海洋工程钢结构，且成分设计简单，工艺流程短，生产成本较低，具有良好的经济效益和社会效益。

技术领域

本发明涉及船板钢的制造技术领域，特别涉及一种高氮低合金低温韧性强的船板钢及其制造方法。

背景技术

高强韧性船板钢一般采用加入微合金元素进行控制轧制或正火热处理制造，大多选用Nb、V、Ti三种微合金元素复合强化，由于国内几乎没有铌矿，因此铌合金全部需要进口，成本价格高，且易受国际贸易的影响。

现有技术中，中国发明专利申请（申请号201110213957.0、申请日2011.07.28）公开了“一种高强度高韧性船板钢及其TMCP生产工艺”，其特征在于：含C0.04～0.08%、Si0.15～0.40%、Mn1.30～1.55%、P≤0.012%、S≤0.005%、Nb0.025～0.045%、Ti0.010～0.020%、Ni0.015~0.025%、Als0.020～0.050%、N≤0.007%、Fe余量和微量杂质。该技术方案采用的是Nb、Ti两种微合金元素复合强化，并限制了N的含量及其强化效果，需要加入较高的Mn合金提高钢板强度，同时Nb合金成本较高。

另一项中国发明专利（专利号200810047198.3、申请日2008.3.31）公开了“一种具有优异焊接性能的船体结构钢及其生产方法”，化学成分按重量百分比为：C0.05～0.25%、Si0.01～1.0%、Mn0.50～2.0%、P≤0.020%、S≤0.010%、Ti0.005～0.10%、Nb0.005～0.10%，余量为Fe及不可避免的杂质，且0.015%≤C×Si≤0.075%，0.095%≤C×Mn≤0.15%，0.0003%≤Nb×Ti≤0.0005%。具体生产方法包括：板坯加热——粗轧——精轧——水冷——空冷。该技术方案采用的是Nb、Ti两种微合金元素复合强化，没有突出N的强化效果，同时对C、Si、Mn、Nb、Ti等合金的加入有较高的要求，同时Nb合金成本较高。

还有一项中国发明专利申请（申请号201210219005.4、申请日2012.06.22）公开了“一种正火型船板钢及其生产方法”，化学成分按重量百分比为：C≤0.21%、Si≤0.35%、Mn0.60～1.20%、P≤0.015%、S≤0.005%、O≤0.0040%、N≤0.0060%，余量为Fe及不可避免的杂质。制造方法是：采用经过脱硫预处理的铁水和废钢作为原料，经过冶炼、连铸、加热、轧制和冷却、正火热处理等工序得到船体用钢板。该技术方案需要进行正火热处理，工艺流程较长，能源消耗较高。

发明内容

本发明的目的是提出一种高氮低合金低温韧性强的船板钢及其制造方法，解决现有船板钢合金含量高、制造工艺流程长、能源消耗大、制造成本高等问题，该船板钢厚度规格为10~50mm，常温下屈服强度≥370MPa，延伸率A≥25%，-40℃冲击吸收功≥200J，用于建造船舶及海洋工程的钢结构。

为实现上述目的，本发明提出一种高氮低合金低温韧性强的船板钢，其组分及重量百分比含量包括：

所述钢板的组分及重量百分比含量包括：

C：0.06～0.12%，Si：0.10～0.35%，Mn：1.0～1.5%，P≤0.015%，S≤0.008%，V：0.050~0.080%，Ti：0.010～0.020%，Als：0.010～0.045%，N：0.005~0.012%，其余为Fe和不可避免的杂质；