[发明专利]一种高韧性减量化船板海工钢及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高韧性减量化船板海工钢，所述钢板的化学成分按重量百分比计包含：C：0.04％～0.14％、Si：0.15％～0.45％、Mn：0.90％～1.50％、P≤0.015％、S≤0.010％、Nb：0.010％～0.040％、Cr：0～0.20％、V：0～0.030％、Ti：0.005％～0.020％、Als：0.015％～0.050％、N≤30ppm、O≤30ppm、H≤2ppm，其余为铁和不可避免的杂质，其中，Als表示酸溶铝；所述钢板的焊接裂纹敏感指数Pcm≤0.22％，碳当量CEV≤0.39％。本发明不易断裂和破坏，并且具有良好的强韧性、焊接性能和止裂性能。

技术领域

本发明属于钢铁技术领域，具体涉及一种高韧性减量化船板海工钢及其制备方法。

背景技术

通过控制轧后钢板冷却速率，可以使轧制过程中产生的大量位错和变形带最大程度地保留到钢板组织中，起到明显的强化作用，减少贵重合金加入量，降低钢板淬硬性，改善钢板焊接性能。但在水冷过程中，钢板厚度方向组织均匀性一直是个难题，如何有效掌握冷却工艺，促使厚度方向组织均匀性，钢板近表面、厚度1/4和厚度1/2强度、冲击、包括横纵向性能均匀性在业界一直都是个难题。

TMCP工艺兼顾了低碳当量，以确保良好的低温韧性和焊接性，同时通过组织精细控制保证强韧性，具有不可替代的优势，代表了海洋平台用钢的发展方向。

近年来，随着以新一代超快冷为核心的TMCP技术的进步，实现了产品的冷却路径控制及组织调控，为高性能海洋平台用钢的开发打下了良好的基础，有助于高壁厚、高强度、高韧性以及高焊接热输入平台用钢的开发。

CN103147005B一种具有良好低温韧性的TMCP型E36船板及其制造方法的专利中，公开了一种具有良好低温韧性的TMCP型E36船板及其生产制造方法，在钢的成分设计方面采用Nb-Ti-Ni-Cu-Mo复合添加，钢板最大厚度70mm，性能可满足36公斤级-40℃冲击韧性的要求。该成分体系贵重金属含量高，成本高，而且对连铸铸坯表面质量带来不利影响，增加生产难度。

CN102199724A屈服强度355MPa合金减量型船板钢及其制备工艺的专利中，公开了一种具有低温韧性和屈服强度级别为355MPa的合金减量型船板钢及其制备工艺，在钢的成分设计方面采用Nb-Ti复合添加，以TMCP状态直接交货，钢板最大厚度40mm，性能可满足36公斤级-20℃冲击韧性的要求。该成分体系成本虽低，但对于厚度≤50mm的TMCP船板钢而言，碳当量已超过国标及各国船规要求的上限，同时可生产规格和质量级别受限，难以满足市场实际需求，对于特厚规格和高质量级别船板的需求也同样无法满足。

CN108914009A Al+Ti系低成本高强船板钢及其制造方法的专利中，公开了一种具有优良低温韧性采用在线加速冷却的低成本高强船板钢EH36及其制造方法，在钢的成分设计方面采用Al-Ti复合添加，钢板最大厚度50mm，性能可满足36公斤级-40℃冲击韧性的要求。该成分体系成本虽低，但可生产规格受限，难以满足市场对特厚规格的需求。

对现有技术分析之后发现，已经公开的文献中TMCP型船板海工钢存在合金成本较高，生产难度大，技术推广性不强；或者采用低成本体系，但可生产厚度规格受限或者韧性级别较低，难以满足市场需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高韧性减量化船板海工钢及其制备方法，在满足苛刻的焊接裂纹敏感指数和碳当量要求的前提下，通过对化学成分、轧制工艺和正火热处理的控制，在常规铁素体加珠光体组织的基础上，细化块状铁素体、准多边形铁素体和弥散珠光体体积分数，获得一种更优的多相组织，形成合理的软硬相搭配，确保钢板具有优良的强塑性、低温冲击韧性、抗层状撕裂性能、止裂性能、焊接性能和抗震性能，纵横向、全断面综合力学性能优越，生产成本较低，可广泛应用于海洋工程、船舶、桥梁、建筑等领域。