專利名稱：一種厚規(guī)格高強高韌船板鋼及其生產方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種船板鋼及其生產方法，具體的說是一種厚規(guī)格高強高韌船板鋼及
其生產方法。
背景技術：
目前，隨著經濟的發(fā)展，能源、原材料的需求不斷增加，國際間經濟往來更加頻繁， 海洋運輸帶來了造船業(yè)蓬勃發(fā)展。船用鋼板在造船原材料中占相當大的比例，為降低成本、 提高運輸量、擴大活動范圍，大型化、輕量化、優(yōu)良焊接性和高的低溫沖擊韌性是造船用鋼 板的發(fā)展趨勢。綜合考慮強度、韌性和制造成本等因素，350 400Mpa級寬厚規(guī)格船板仍有 很大需求空間。 對于寬厚高強船板的生產，普遍工藝是采用添加微合金元素配合控軋控冷等手段 來實現(xiàn)，以滿足強度和低溫韌性的要求。但仍存在諸多問題Cu、Nb等合金元素價格昂貴使 得生產成本大大提高；鑄坯厚度較大給連鑄均勻性帶來困難；寬厚軋件變形抗力較大，對 軋機設備要求苛刻；控冷過程中溫度梯度引起組織不均，沿厚度方向上性能不一，心部低溫 沖擊韌性不足；板型尺寸控制等。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是針對以上現(xiàn)有技術存在的缺點，提出一種厚規(guī)格 高強高韌船板鋼及其生產方法，生產出的船板鋼具有低壓縮比，良好的組織均勻性，較高的 強度、韌性和延伸率。
本發(fā)明解決以上技術問題的技術方案是 —種厚規(guī)格高強高韌船板鋼，按重量百分比包括以下成分C :0. 09 0. 14%、Si : 0. 2 0. 4%、 Mn :1. 1 1. 6%、 P :0. 007 0. 015%、 Ti :0. 001 0. 005%、 S :0. 0015 0. 003%、Cu :0. 20 0. 35%、Ni :0. 15 0. 40%、Mo :0. 002 0. 10%、Nb :0. 02 0. 05%、 Cr :0. 002 0. 15%、 V :0. 007 0. 060%，余量為Fe及不可避免的夾雜。
厚規(guī)格高強高韌船板鋼的工藝包括以下步驟 (1)鑄坯堆冷72 96小時后對坯料進行均熱處理，溫度控制在1200 1250°C ，
溫度均勻性控制在5 2(TC，加熱時間12 14min/cm，均熱時間30 50min，使鋼中的合
金元素充分回溶，發(fā)揮其強韌化作用，保證最終成品成份及性能的均勻性； (2)對出爐后的板坯進行高壓水除磷處理，去除板坯在加熱過程中所產生的氧化
鐵皮； (3)對除磷后的坯料立即進行兩階段控制軋制，所述兩階段控制軋制為再結晶區(qū) 軋制和未再結晶區(qū)軋制，再結晶區(qū)軋制，變形速率大于3s—、累積變形量大于60% ，終軋溫 度控制在1050 108(TC范圍內，得到中間坯，中間坯待溫厚度(mm)為1.4 1.5倍成品厚 度，空冷到890士15t:，再進行未再結晶區(qū)軋制；未再結晶區(qū)軋制壓縮比保持在1.45 1.55 倍，終軋溫度控制在810 83(TC范圍之內；
(4)對終軋后厚規(guī)格船板進行層流冷卻，冷卻速度范圍控制在6-20°C /s以內，獲 得較小的鐵素體_珠光體晶粒，終冷溫度控制在680 70(TC范圍內，將層流冷卻后的鋼板 盡快下線堆冷，使合金元素充分擴散，有利于沿板厚組織性能均勻以及較高的沖擊韌性；
(5)對冷至室溫船板要進行正火處理，正火溫度91(TC 士5t:，升溫速率1.45 1. 55min/mm，保溫時間(min)為1. 0 1. 2倍成品厚度。 本發(fā)明采用添加少量鉬、銅、鎳、鉻的成份設計，結合實際設備能力，對控制軋制中 兩階段軋制壓下量的分配提出了具體的工藝指標，根據(jù)再結晶區(qū)軋制壓下量對細化奧氏體 的影響規(guī)律，確定中間坯待溫溫度區(qū)間和未再結晶區(qū)軋制的壓縮比，優(yōu)化軋后冷卻的速度 范圍，均勻化組織，確定最佳正火溫度及時間，實現(xiàn)良好組織均勻性、高強度、高延伸率和較 好的低溫韌性。 本發(fā)明的優(yōu)點是本發(fā)明可基于爐巻軋機生產的厚規(guī)格高強高韌正火E36船板； 本發(fā)明的船板鋼具有低壓縮比對坯料進行兩階段控軋，即再結晶區(qū)軋制和未再結晶區(qū)軋 制，充分考慮軋機能力，設定最佳變形溫度和變形量，在再結晶區(qū)變形，隨變形量的增加，奧 氏體再結晶晶粒細化效果明顯，變形速率在大于3s—、粗軋終軋溫度在105(TC左右，在未再 結晶區(qū)進一步壓下變形，奧氏體晶粒被壓扁，獲得足夠的相變形核部位和畸變能，有助獲得 細小組織，采用150mm的鑄坯可以生產60mm后的E36成品高強船用鋼板；本發(fā)明的船板鋼 具有良好的組織均勻性軋態(tài)板坯沿板厚方向存在輕微的組織不均，經過正火處理后均勻 性得到明顯改善；本發(fā)明的船板鋼具有較高的強度、韌性和延伸率船板沿厚度方向1/4處 以及心部屈服強度o s > 355Mpa，相當一部分超過400Mpa，抗拉強度o b > 490MPa，延伸率 W > 26%， -60"夏比沖擊功> IOOJ，部分沖擊功在200J以上。


圖1為實施例1中板坯表面處的光學金相組織圖片。 圖2為實施例1中板坯1/4處的光學金相組織圖片。 圖3為實施例1中板坯心部的光學金相組織圖片。 圖4為實施例1正火后的金相組織圖片。 圖5為實施例2中板坯表面處的光學金相組織圖片。 圖6為實施例2中板坯1/4處的光學金相組織圖片。 圖7為實施例2中板坯心部的光學金相組織圖片。 圖8為實施例2正火后的金相組織圖片。
具體實施方式

實施例一 本實施例是一種厚規(guī)格高強高韌船板鋼及其生產方法，將成分按重量百分數(shù)計C 0.1133%、Si 0.312%、Mn 1.4812%、Ni 0.228%、Cu 0.0337%、Mo 0.005%、Nb 0.028%、 Ti 0. 004%、P 0. 0083%、S 0. 0019%、Cr 0. 0734%、V 0. 0436%，余量為Fe及不可避免夾 雜，連鑄厚度為150mm的坯料。 鑄坯堆冷72小時以上，把坯料在120(TC均熱，溫度均勻性小于2(TC，加熱速度 12 14min/cm，保溫30 50min后進行高壓水除磷，進行兩階段控軋。再結晶區(qū)精軋溫度是106(TC，變形速率為3s—、4道次變形量為60X，中間坯厚度控制在90mm。未再結晶區(qū)軋 制開軋溫度為84(TC，經3道次軋制后，達到最終產品厚度60mm，壓縮比為2. 5，終軋溫度為 805 。C。 終軋后進行空冷，板坯盡快下線堆冷，堆冷溫度> 600°C 。 對冷卻至室溫的板坯進行正火處理，加熱速度1. 5min/mm，保溫時間72min，然后 進行空冷。 由圖1 圖4所示，對正火前后的試樣金相組織進行對比可以發(fā)現(xiàn)，經過正火后 的組織更加均勻細小。對成品進行檢測縱向1/2、1/4處-6(TC夏比沖擊功分別為168J 和220J，橫向1/2、1/4處-6(TC夏比沖擊功分別為158J和194J ;按板厚1/2棒樣、l/4棒 樣和全厚板狀試樣測得屈服強度分別為355. 22MP、357. 49Mpa和378Mpa，抗拉強度分別為 516. 04MP、522. 31Mpa和505. 39Mpa，延伸率分別為31. 25% 、29. 5%和32. 5%。
從上述實施例可知，本發(fā)明寬厚規(guī)格高強高韌正火E36船板鋼的生產方法，通過 控軋和正火工藝，有效的改善厚度方向上組織均勻性，實現(xiàn)了強度韌性的同步提高。
實施例二 本實施例是一種厚規(guī)格高強高韌船板鋼及其生產方法，將成分按重量百分數(shù)計，C 0. 1247%、Si 0. 309%、Mn 1.49%、Ni 0. 29%、Cu 0.0385%、Mo 0. 0069%、Nb 0.0332%、 Ti 0. 008%、P 0. 0084%、S 0. 0011%、Cr 0. 0619%、V 0. 049%，余量為Fe及不可避免夾 雜，連鑄厚度為150mm的坯料。 鑄坯堆冷72小時以上，坯料均熱段溫度1257t:，溫度均勻性小于2(TC，加熱速度 12 14min/cm，保溫30 50min后進行高壓水除磷，進行兩階段控軋。再結晶區(qū)開軋溫度 是1075t:，變形速率為3s—、5道次變形量為65X，中間坯厚度控制在90mm。未再結晶區(qū)軋 制開軋溫度為85(TC，經4道次軋制后，達到最終產品厚度60mm，壓縮比為2. 5，終軋溫度為 830°C。 終軋后進行適當層流冷卻，冷卻速度為15°C /s，終冷溫度685°C ，板坯盡快下線堆 冷，堆冷溫度> 600°C。 對冷卻至室溫的板坯進行正火處理，加熱速度1. 5min/mm，保溫時間72min，然后 進行空冷。 由圖5 圖8可知，對正火前后的試樣金相組織進行對比可以發(fā)現(xiàn)，經過正火后的
組織更加均勻。對成品進行檢測縱向1/2、1/4處-6(TC夏比沖擊功分別為103J和136J，橫
向1/2、 1/4處-60°〇夏比沖擊功分別為104J和116J ;按板厚1/2棒樣、1/4棒樣和全厚板狀
試樣測得屈服強度分別為365. 75MP、357. 45Mpa和385. 89Mpa，抗拉強度分別為540. 33MP、
538. 93Mpa和517. 72Mpa，延伸率分別為27. 50% 、26. 50%和29. 82%。 從上述實施例可知，本發(fā)明厚規(guī)格高強高韌正火E36船板鋼的生產方法，通過控
軋控冷和正火工藝，有效的改善厚度方向上組織均勻性，實現(xiàn)了高強高韌的目的。 本發(fā)明還可以有其它實施方式，凡采用同等替換或等效變換形成的技術方案，均
落在本發(fā)明要求保護的范圍之內。
權利要求
一種厚規(guī)格高強高韌船板鋼，其特征在于按重量百分比包括以下成分C0.09～0.14％、Si0.2～0.4％、Mn1.1～1.6％、P0.007～0.015％、Ti0.001～0.005％、S0.0015～0.003％、Cu0.20～0.35％、Ni0.15～0.40％、Mo0.002～0.10％、Nb0.02～0.05％、Cr0.002～0.15％、V0.007～0.060％，余量為Fe及不可避免的夾雜。
2. —種用于生產權利要求1所述厚規(guī)格高強高韌船板鋼的工藝其特征在于包括以 下步驟(1) 鑄坯堆冷72 96小時后對坯料進行均熱處理，溫度控制在1200 125(TC，溫度 均勻性控制在5 2(TC，加熱時間12 14min/cm，均熱時間30 50min，使鋼中的合金元 素充分回溶；(2) 對出爐后的板坯進行高壓水除磷處理，去除板坯在加熱過程中所產生的氧化鐵皮；(3) 對除磷后的坯料立即進行兩階段控制軋制，所述兩階段控制軋制為再結晶區(qū)軋制 和未再結晶區(qū)軋制；(4) 對終軋后厚規(guī)格船板進行層流冷卻，冷卻速度范圍控制在6-20°C /s以內，終冷溫 度控制在680 70(TC范圍內，將層流冷卻后的鋼板盡快下線堆冷，堆冷溫度^ 600°C ;(5) 對冷至室溫船板要進行正火處理，正火溫度910°C ±5°C，升溫速率1.45 1. 55min/mm，保溫時間為1. 0 1. 2倍成品厚度。
3. 如權利要求2所述的厚規(guī)格高強高韌船板鋼的工藝，其特征在于所述步驟(3)中， 再結晶區(qū)軋制，變形速率大于3s—、累積變形量大于60%，終軋溫度控制在1050 1080°C 范圍內，得到中間坯，中間坯待溫厚度為1.4 1.5倍成品厚度，空冷到890士15t:，再進行 未再結晶區(qū)軋制；未再結晶區(qū)軋制壓縮比保持在1. 45 1. 55倍，終軋溫度控制在810 830。C范圍之內。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種船板鋼及其生產方法，是一種厚規(guī)格高強高韌船板鋼及其生產方法，本發(fā)明采用添加少量鉬、銅、鎳、鉻的成份設計，再結晶區(qū)軋制，變形速率在大于3s，變形量大于60％；未再結晶區(qū)軋制，壓縮比保持在1.5倍左右，獲得足夠的相變形核點，為正火做準備。冷卻采用6～20℃/s的冷卻速度，終冷溫度在680～700℃范圍內。冷卻后的軋件盡快下線堆冷，堆冷溫度≥600℃。冷至室溫的鋼板進行正火處理，正火溫度910±5℃，保溫時間1.0～1.2H，空冷至室溫。最終得到細小均勻的鐵素體和珠光體組織，材料強韌性得到同步提高。最終產品的屈服強度σs≥355MPa，抗拉強度σb≥490MPa，延伸率Ψ≥26％，(-60℃)夏比沖擊功≥100J。
文檔編號B21B37/74GK101701326SQ20091021335
公開日2010年5月5日 申請日期2009年10月28日 優(yōu)先權日2009年10月28日
發(fā)明者尹雨群, 徐耀文, 朱愛玲, 武會賓 申請人:南京鋼鐵股份有限公司