[发明专利]一种440MPa级极地船体用钢及其制备方法

说明书

本发明涉及一种440MPa级极地船体用钢及其制备方法，属于极地船舶特种钢技术领域，解决了现有技术中极地船体用钢无法同时满足高强度、高韧性、良好焊接性和良好抗撞击性能的问题。本发明提供的440MPa级极地船体用钢，其特征在于，成分以重量百分比计为C：0.07～0.12％，Si：0.30～0.40％，Mn：1.30～1.60％，Cu：0.25～0.40％，Ni：1.0～1.5％；V：0.06～0.10％，Ti：0.008～0.012％；Als：0.05～0.07％；N≤0.004％；P≤0.005％；S≤0.002％，其余为Fe及不可避免的杂质元素。实现了极地船体用钢同时满足高强度、高韧性、良好焊接性和良好抗撞击性能。

技术领域

本发明涉及极地船舶特种钢技术领域，尤其涉及一种440MPa级极地船体用钢及其制备方法。

背景技术

随着常规可开采油气能源逐渐枯竭，北极地区丰富的能源储量受到了越来越多的关注。然而，极端恶劣条件对极地船舶提出了苛刻的技术要求，国际海事组织和国际船级社协会发布了相关准则和要求作为极地水域航行船舶必须遵守的国际公约，而我国仅有科考破冰船“雪龙”号满足要求，远不能适应极地活动任务，这使得我国参与北极能源开发和通过北极发展贸易受到严重制约。

极地船舶长期面临超低温的恶劣服役环境，加上极地生态环境脆弱。因此，极地船舶建造离不开适应极地恶劣服役环境的低温用钢等关键材料，高强度、高低温韧性及易焊接的高性能钢材是极地船舶安全航行的基本保障。

目前，现有的E系钢板不能完全满足极地环境温度使用条件。极地船体用钢有三方面的技术需求：(1)具有高强度；(2)具有高韧性，尤其是低温韧性；(3)具备良好的焊接性；(4)具备一定的防撞击性能。开发极地高强度、高韧性、易焊接钢是该领域探索的方向。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种440MPa级极地船体用钢及其制备方法，用以解决现有极地船体用钢无法同时满足高强度、高韧性、良好焊接性和良好抗撞击性能的问题。

本发明提供一种440MPa级极地船体用钢，成分以重量百分比计为C：0.07～0.12％，Si：0.30～0.40％，Mn：1.30～1.60％，Cu：0.25～0.40％，Ni：1.0～1.5％；V：0.06～0.10％，Ti：0.008～0.012％；Als：0.05～0.07％；N≤0.004％；P≤0.005％；S≤0.002％，其余为Fe及不可避免的杂质元素。

进一步地，所述钢中C质量百分含量[C]与固定C原子的Ti和V元素质量百分含量[Ti]、[V]之间的关系符合：[C]/12≤5×([Ti]/48+[V]/51)。

进一步地，所述钢的微观组织为铁素体和珠光体，铁素体平均晶粒尺寸≤8μm。

进一步地，所述铁素体含量大于70％。

另一方面，本发明提供一种440MPa级极地船体用钢的制备方法，用于制备上述440MPa级极地船体用钢，包括铁水预处理-转炉冶炼-精炼-连铸-控轧控冷工艺步骤，所述铁水预处理包括KR脱硫后，脱硫后S含量低于0.002％。

进一步地，所述连铸过程采取全程保护浇铸，中包钢水目标过热度≤25℃，连铸后进入缓冷坑处理。

进一步地，所述控轧控冷采用两阶段轧制，加热温度在1000～1050℃之间。

进一步地，所述两阶段轧制中，第一阶段为再结晶区轧制，开轧温度为950～1000℃，累计变形量≥45％。

进一步地，所述两阶段轧制中，第二阶段为未再结晶区轧制，开轧温度为800～850℃，累计变形量≥50％，终轧温度低于800℃。

进一步地，所述控轧控冷采用轧后快冷，冷却速度为10～15℃/s，终冷温度为500～550℃，再空冷至室温。