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一種低溫時(shí)效性能優(yōu)異的厚規(guī)格鋼板及其制造方法

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一種低溫時(shí)效性能優(yōu)異的厚規(guī)格鋼板及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種低溫時(shí)效性能優(yōu)異的厚規(guī)格鋼板及其制造方法。所述低溫時(shí)效性能優(yōu)異的厚規(guī)格鋼板由以下重量百分比的化學(xué)成分組成:不超過(guò)0.20wt%的C;不超過(guò)0.50wt%的Si;不超過(guò)1.60wt%的Mn;Nb0.020wt%~0.050wt%;Ti0.010wt%~0.050wt%;Als0.015wt%~0.050wt%;不超過(guò)0.015wt%的P;不超過(guò)0.012wt%的S;其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。通過(guò)低碳微合金化,并且控軋控冷和控制正火處理,使鋼板良好低溫時(shí)效沖擊性能。根據(jù)本發(fā)明的低溫時(shí)效性能優(yōu)異的厚規(guī)格鋼板滿足時(shí)效前后-50℃低溫沖擊功要求,并且組織均勻,各項(xiàng)性能優(yōu)異,滿足超聲波探傷要求,符合海上石油平臺(tái)用結(jié)構(gòu)鋼板的要求。
【專利說(shuō)明】一種低溫時(shí)效性能優(yōu)異的厚規(guī)格鋼板及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金【技術(shù)領(lǐng)域】,具體涉及一種低溫時(shí)效性能優(yōu)異的厚規(guī)格鋼板及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]海上平臺(tái)用結(jié)構(gòu)鋼板的使用規(guī)格一般為60mm~80mm,在加工過(guò)程中要經(jīng)受包括冷矯、輥彎、模壓、卷邊和折邊彎等的冷加工塑性變形,在冷加工過(guò)程中,由于出現(xiàn)的應(yīng)變時(shí)效會(huì)使鋼板強(qiáng)度上升,而塑性和韌性下降。研究表明,在加速時(shí)效時(shí),每增加1%的加工硬化,鋼板的韌脆轉(zhuǎn)變溫度會(huì)升高5°C,因此,為了保證鋼板在使用過(guò)程中性能的穩(wěn)定及使用安全性,低溫時(shí)效沖擊韌性是海上平臺(tái)用結(jié)構(gòu)鋼板不可缺少的檢驗(yàn)項(xiàng)目。
[0003]在煉鋼過(guò)程中,鐵水、廢鋼及鐵合金等煉鋼原料會(huì)將大量的雜質(zhì)元素帶入煉鋼爐中,在鋼鐵冶煉過(guò)程中,一部分雜質(zhì)如P和S可以分別被降至小于等于0.015被%和小于等于0.012wt%范圍內(nèi),但仍有一部分雜質(zhì)如Cu、As、Sn、Sb等將最終殘留在鋼中,通常這部分殘留在鋼中的雜質(zhì)元素統(tǒng)稱為殘余元素。鋼中上述殘余元素的存在,對(duì)鋼材性能尤其是對(duì)應(yīng)變時(shí)效前后的低溫韌性產(chǎn)生有害影響。此外,當(dāng)鋼板發(fā)生應(yīng)變時(shí)效時(shí),鋼中的C和N由于賦予縱向拉伸應(yīng)變而發(fā)生位錯(cuò),從而使鋼板屈服強(qiáng)度上升和低溫沖擊韌性下降。
[0004]以歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN10025-3:2004《正火/正火軋制可焊接細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)鋼》中涉及的S355NL為例,其廣泛應(yīng)用于海上平臺(tái)及其結(jié)構(gòu)件制作。S355NL的化學(xué)成分及力學(xué)性能要求如表1和表2所不。
[0005]表1S355NL的化學(xué)成分(wt%)
[0006]
【權(quán)利要求】
1.一種低溫時(shí)效性能優(yōu)異的厚規(guī)格鋼板的制造方法,所述制造方法包括: 煉鋼工序; 精煉工序,控制精煉終點(diǎn)鋼水中的雜質(zhì)成分和微合金化元素的重量百分比,其中,將精煉終點(diǎn)鋼水中的雜質(zhì)成分的重量百分比控制為:C0.13wt%~0.17wt%,P0.008wt%~0.012wt% ;S0.005wt% ~0.008wt%,殘余元素 As+Sn+Sb ( 0.30wt%,將精煉終點(diǎn)鋼水中的微合金化元素的重量百分比控制為:Nb0.030wt%~0.045wt% ;Ti0.010wt%~0.035wt% ;Als0.020wt% ~0.040wt% ; 連鑄工序; 軋制工序,將連鑄得到的鑄坯加熱到1150°C~1200°C的溫度后進(jìn)行軋制,軋制工序分為奧氏體再結(jié)晶溫度區(qū)域和未再結(jié)晶溫度區(qū)域兩階段軋制,其中,在奧氏體再結(jié)晶溫度區(qū)域的軋制中,控制鋼板平均溫度為900°C~1200°C,實(shí)施累積壓下率為50%~55%的軋制,在未再結(jié)晶溫度區(qū)域的軋制中,控制鋼板平均溫度為800°C~890°C,實(shí)施累積壓下率為45%~50%的軋制; 冷卻工序,進(jìn)行弱水冷,開(kāi)冷平均溫度為7 9 (TC~81 (TC,終冷平均溫度為6 5 (TC~710°C,冷卻速度為60C /s~12。。/s ; 熱處理工序,將鋼板堆垛緩冷至表面溫度為50°C~100°C,并且在Ac3相變點(diǎn)以上30°C~50°C的溫度區(qū)域進(jìn)行正火處理, 其中,制得的低溫時(shí)效性能優(yōu)異的厚規(guī)格鋼板由以下重量百分比的化學(xué)成分組成:不超過(guò) 0.20wt% 的 C ;不超過(guò) 0.50wt% 的 Si ;不超過(guò) 1.60wt% 的 Mn ;Nb0.020wt% ~0.050wt% ;Ti0.010wt% ~0.050wt% ;A ls0.015wt% ~0.050wt% ;不超過(guò) 0.015wt% 的 P ;不超過(guò)0.012wt%的S ;其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法,其特征在于,在所述煉鋼工序前還包括鐵水預(yù)處理工序,在所述鐵水預(yù)處理工序中,將鐵水脫硫,使鐵水中的硫含量控制在0.015wt%以下,控制溫度大于等于1250°C,脫硫完畢扒凈鐵水表面的渣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法,其特征在于,在所述煉鋼工序中,采用頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉,將預(yù)處理后的鐵水進(jìn)入轉(zhuǎn)爐,造洛料于終點(diǎn)前Imin~5min加完,終洛堿度控制為3.0~5.0,終點(diǎn)壓槍時(shí)間為30秒~120秒,采用鋁錳鈦脫氧,鋁錳鈦的加入量為1.5kg/t~4.5kg/t,出鋼時(shí)順?shù)摿骷尤?.lkg/t~5.4kg/1脫硫劑,從放鋼1/2時(shí)開(kāi)始加入,到放鋼3/4時(shí)加完,鋼水出至1/4~3/4時(shí),分批加入高錳鐵合金、硅錳鐵合金和鈮鐵中的至少一種,控制轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)碳的重量百分比小于等于0.17wt%,其中,所述高錳鐵合金為錳含量的重量百分比為55wt%~75wt%的鐵合金,高錳鐵合金的加入量為2kg/t~6kg/t ;所述硅錳鐵合金為硅含量和錳含量的重量百分比分別為13wt%~25wt%和55wt%~75wt%的鐵合金,硅錳鐵合金的加入量為15kg/t~22kg/t ;所述鈮鐵合金為鈮含量的重量百分比為50wt%~65wt%的鐵合金,銀鐵合金的加入量為0.5kg/1~1.4kg/t。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制造方法,其特征在于,所述精煉工序包括LF精煉和RH精煉,在LF精煉中,采用全程底吹氬攪拌,在軟吹氬之前喂CaFe線,喂入量為1.6kg/t~3.lkg/t,軟吹気的時(shí)間為9min~15min,加入石灰進(jìn)行造洛,采用招粒脫氧劑進(jìn)行脫氧,出站前頂渣必須為黃白渣或白渣,并且保持時(shí)間為IOmin~30min,終渣堿度控制為2.0~4.0 ;在RH精煉中,真空槽內(nèi)的真空度低于133MPa,在RH真空處理時(shí),控制純脫氣時(shí)間為.3min ~12min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法,其特征在于,在所述精煉工序中,通過(guò)添加鈮鐵合金、鈦鐵合金和鋁金屬中的至少一種來(lái)控制精煉終點(diǎn)鋼水中的微合金化元素的含量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造方法,其特征在于,所述鈦鐵合金包括鈦線,鈦線的加入量為0.8kg/t~3.1kg/t ;所述招金屬包括招粒和/或招線,招金屬的加入量為1.5kg/t~3.1kg/t。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法,其特征在于,在所述連鑄工序中,采用全程保護(hù)澆注,保護(hù)渣采用中碳保護(hù)渣,二水冷采用弱冷模式,鑄坯堆垛緩冷36~48小時(shí)以后再送軋,其中,所述中碳保護(hù)渣的化學(xué)成分為:SiO225wt%~35wt% ;CaO35wt%~45wt% ;MgO1.90wt% ~3.00wt% ;Α12O33.00wt% ~4.00wt%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法,其特征在于,在所述軋制工序中,在奧氏體再結(jié)晶溫度區(qū)域的軋制過(guò)程中,當(dāng)成品規(guī)格為60mm~70mm時(shí),中間還厚度為120mm~150mm,當(dāng)成品規(guī)格為70mm~80mm時(shí),中間還厚度為130mm~160mm,在未再結(jié)晶溫度區(qū)域的軋制過(guò)程中,開(kāi)軋溫度為850°C~890°C;在所述冷卻工序中,終冷平均溫度為670°C~690°C,冷卻速度為7°C /s~10°C /s ;在所述熱處理工序中,在850°C~870°C的溫度區(qū)域內(nèi)進(jìn)行正火處理。
9.一種低溫時(shí)效性能優(yōu)異的厚規(guī)格鋼板,其特征在于,所述低溫時(shí)效性能優(yōu)異的厚規(guī)格鋼板由以下重量百分比的化學(xué)成分組成:不超過(guò)0.20被%的(:;不超過(guò)0.50被%的51 ;不超過(guò) 1.60wt% 的 Mn ;Nb0.020wt% ~0.050wt% ;Ti0.010wt% ~0.050wt% ;Als0.015wt% ~0.050wt% ;不超過(guò)0.015wt%的P ;不超過(guò)0.012wt%的S ;其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的低溫時(shí)效性能優(yōu)異的厚規(guī)格鋼板,其特征在于,所述低溫時(shí)效性能優(yōu)異的厚規(guī)格鋼板由以下重量百分比的化學(xué)成分組成:CO.13wt%~0.17wt% ;SiO.20wt% ~0.50wt% ;Mn1.20wt% ~1.50wt% ;Nb0.030wt% ~0.045wt% ;Ti0.010wt% ~0.035wt% ;Als0.020wt% ~0.050wt% ;P0.008wt% ~0.012wt% ;S0.005wt% ~0.008wt% ;其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
【文檔編號(hào)】C21D8/02GK103498099SQ201310391500
【公開(kāi)日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月2日
【發(fā)明者】高立福, 周平, 王建景, 李燦明, 楊建勛, 李艷, 李新東 申請(qǐng)人:萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司
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