[发明专利]一种具有优异低温冲击韧性的控制屈强比钢及其制造方法

说明书

一种具有优异低温冲击韧性的控制屈强比钢及其制造方法，其成分重量百分为：C 0.245～0.365％、Si 0.10～0.80％、Mn 0.20～2.00％、P≤0.015％、S≤0.003％、Cr 0.20～2.50％、Mo 0.10～0.90％、Nb 0～0.08％、Ni 2.30～4.20％、Cu 0～0.30％、V 0.01～0.13％、B 0～0.0020％、Al 0.01～0.06％、Ti 0～0.05％、Ca≤0.004％、H≤0.0002％、N≤0.013％、O≤0.0020％，且满足(8.57*C+1.12*Ni)≥4.8％，1.2％≤(1.08*Mn+2.13*Cr)≤5.6％，余Fe和不可避免杂质。本发明钢具有优异的‑20℃、‑40℃低温冲击韧性和时效冲击韧性，且合理控制屈强比，具有超高强度、超高强韧和超高强塑，可以用于海洋平台系泊链、机械结构和汽车等需要高强韧钢材的场合。

技术领域

本发明涉及高强韧钢，特别涉及一种具有优异低温冲击韧性的控制屈强比钢及其制造方法。

背景技术

高强韧钢材如超高强韧棒材、板材等应用于海洋平台、超大型机械结构及高强度汽车板领域。海洋平台用系泊链圆钢，强度级别包括抗拉强度690MPa级R3、抗拉强度770MPa级R3S、抗拉强度860MPa级R4、抗拉强度960MPa级R4S、抗拉强度1000MPa级R5和抗拉强度1100MPa级R6。DNV船级社于2018年7月公布了船规中，已经将R6纳入新船规，工厂认证大纲Approval of manufacturers DNVGL-CP-0237 Offshore mooring chain andaccessories(Edition July 2018)和链环标准DNVGL-OS-E302 Offshore mooring chain(Edition July 2018)中规定了R6的技术指标，主要技术指标包括-20℃低温冲击功≥60J、抗拉强度≥1100MPa、屈服强度≥900MPa、延伸率≥12％、面缩率≥50％、-20℃时效冲击功(5％应变后在100℃保温1h)≥60J，屈强比0.85-0.95等。系泊链用于固定海洋平台，需要有超高强度、高韧性和高耐蚀等要求。考虑到海洋平台需要在不同纬度的海域建设，高纬度海域的气候寒冷，因此需要同时考虑在-40℃环境温度下的冲击性能。系泊链的屈强比如果过高，则可能会导致发生变形后容易断裂，降低海洋平台安全性。海洋平台系泊链需要具备超高强度，同时需要高韧性和高塑性，钢材需要超高强韧和超高强塑。海洋平台系泊链在使用过程中可能发生变形，变形后需要具有较好的低温冲击韧性，因此时效冲击功是海洋平台系泊链的重要技术指标。

国内外对超高强韧和超高强塑的钢材有较多的研究。超高强韧钢材，通常采用贝氏体、贝氏体+马氏体或马氏体的微观组织。贝氏体或马氏体组织中含有过饱和的碳原子，会改变晶格常数，抑制位错运动，提高抗拉强度。细化的组织保证了钢材在受力的条件下可以吸收较多的能量，实现较高的抗拉强度和冲击韧性。

中国专利CN102747303A公开了“一种屈服强度1100MPa级高强度钢板及其制造方法，其为具有-40℃低温冲击功的屈服强度1100MPa超高强韧钢板，其成分重量百分比为C：0.15～0.25％、Si：0.10～0.50％、Mn：0.60～1.20％、P：≤0.013％、S：≤0.003％、Cr：0.20～0.55％、Mo：0.20-0.70％、Ni：0.60～2.00％、Nb：0～0.07％、V：0～0.07％、B：0.0006～0.0025％、Al：0.01～0.08％、Ti：0.003～0.06％、H：≤0.00018％、N≤0.0040％、O≤0.0030％，余量为Fe和不可避免的杂质，且碳当量满足CEQ≤0.60％。屈服强度≥1100MPa、抗拉强度≥1250MPa、夏氏冲击功A_kv(-40℃)大于等于50J。该专利所述钢板具有超高强度，但-40℃冲击性能不能稳定达到70J且延伸率较低，也没有规定时效冲击性性能和屈强比。