專利名稱：耐沖擊稀土微合金化高強度船體結構用鋼板及生產(chǎn)方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種金屬冶金技術，具體說，涉及一種耐沖擊稀土微合金化高強度船體結構用鋼板及生產(chǎn)方法。
背景技術：
目前造船產(chǎn)量的大幅增長，船舶大型化、專業(yè)化使得對低合金高強度鋼的需求大幅增加。隨著船舶和海洋工程的不斷發(fā)展，特別是對大陸架近海石油開發(fā)力度的加大，各國船級社都在耐海水腐蝕的低合金高強度鋼的研制上投入大量的資金，使低合金高強度鋼向微量合金化方向發(fā)展，并形成強韌匹配的等級系列。另一方面，大型船舶為了減輕自重、增加載重、提高船舶整體性能，也力求增加高強度船板用量。如采用屈服強度為400MPa的高強度船板取代普通強度船板，自重可減少四分之一以上。

發(fā)明內容
本發(fā)明所解決的技術問題是提供一種耐沖擊稀土微合金化高強度船體結構用鋼板，具有良好塑性、低溫沖擊韌性和高強度的特點。技術方案如下:一種耐沖擊稀土微合金化高強度船體結構用鋼板，其化配比組分的重量百分比為 C:0.06 0.10%, Si:0.2 0.45%, Mn:1.20 1.55%, P 彡 0.030%, S 彡 0.025%,Alt 彡 0.015%,Nb:0.020 0.035% ,T1:彡 0.02%,V:0.05 0.10%, Re ( 0.010%，其余
為Fe和夾雜。`進一步:所述化配比組分的重量百分比中，C為0.075，Si為0.350，Mn為1.450，P 為 0.015，S 為 0.005，Alt 為 0.029，Nb 為 0.030，Ti 為 0.012，V 為 0.064。進一步:所述化配比組分的重量百分比中，C為0.069，Si為0.290，Mn為1.501，P 為 0.012，S 為 0.004，Alt 為 0.025，Nb 為 0.025，Ti 為 0.009，V 為 0.057。進一步:所述化配比組分的重量百分比中，C為0.064，Si為0.246，Mn為1.470，P 為 0.011，S 為 0.005，Alt 為 0.022，Nb 為 0.027，Ti 為 0.007，V 為 0.052。本發(fā)明所解決的另一個技術問題是提供一種耐沖擊稀土微合金化高強度船體結構用鋼板的生產(chǎn)方法，生產(chǎn)的鋼板具有良好塑性、低溫沖擊韌性和高強度的特點。技術方案如下:一種耐沖擊稀土微合金化高強度船體結構用鋼板的生產(chǎn)方法，包括:按照化配比組分進行冶煉，并澆鑄成鋼錠，其化配比組分的重量百分比為C:
0.06 0.10 %，S1:0.2 0.45 %，Mn:1.20 1.55 %，P 彡 0.030 %，S 彡 0.025 %,Alt 彡 0.015%, Nb:0.020 0.035%，T1:彡 0.02%，V:0.05 0.10%, Re ( 0.01%，其余為Fe和夾雜；將鋼錠軋制成鋼板；鋼錠采用加熱溫度1150 1230°C，保溫時間在120 180分鐘；采用兩階段軋制工藝，第一階段在奧氏體再結晶區(qū)軋制，開軋溫度為1080 1180°C，至少有兩道次壓下率大于20% ;第二階段在奧氏體未再結晶區(qū)軋制，開軋溫度900 930°C，至少有兩道次壓下率大于15%，中間坯厚度不小于產(chǎn)品厚度的2.6倍，終軋溫度為820 860 0C ；冷卻鋼板；鋼板進入冷卻裝置，終冷溫度550 610°C，出水后冷床冷卻，形成鋼板。進一步:將鋼錠加熱至1220°C，保溫160分鐘，在中式軋機上進行軋制，開軋溫度在1150°C，至少有兩道次大于20%，當中間坯厚度為47mm時，在輥道上待溫至910 930°C ；進行第二階段軋制，終軋溫度為820 860°C，成品鋼板厚度為18mm ;軋制結束后，鋼板進入冷卻裝置，終冷溫度550 600°C，出水后冷床冷卻。進一步:所述化配比組分的重量百分比中，C為0.075，Si為0.350，Mn為1.450，P 為 0.015，S 為 0.005，Alt 為 0.029，Nb 為 0.030，Ti 為 0.012，V 為 0.064。進一步:所述化配比組分的重量百分比中，C為0.069，Si為0.290，Mn為1.501，P 為 0.012，S 為 0.004，Alt 為 0.025，Nb 為 0.025，Ti 為 0.009，V 為 0.057。進一步:所述化配比組分的重量百分比中，C為0.064，Si為0.246，Mn為1.470，P 為 0.011，S 為 0.005，Alt 為 0.022，Nb 為 0.027，Ti 為 0.007，V 為 0.052。技術效果包括:利用本發(fā)明技術生產(chǎn)的鋼板，具有良好塑性、低溫沖擊韌性和高強度的特點。利用本發(fā)明技術方案生產(chǎn)的鋼的突 出優(yōu)勢是在“低碳、中錳、鈮釩鈦微合金化”基礎上，通過加入稀土改變鋼中夾雜物形態(tài)，從而提高高強度船體結構用鋼板的塑性和低溫沖擊韌性能。與國內同行業(yè)級別產(chǎn)品相比，低溫沖擊韌性有所提高。
具體實施例方式在市場激烈競爭的今天，產(chǎn)品質量及優(yōu)越的特性是產(chǎn)品立足市場的根本所在，本發(fā)明目的是提供一種高性價比的耐沖擊稀土微合金化高強度船體結構用鋼板及生產(chǎn)方法。下面結合優(yōu)選實施例，對本發(fā)明技術方案的主要工藝參數(shù)及原理作詳細說明。本發(fā)明的耐沖擊稀土微合金化高強度船體結構用鋼板的生產(chǎn)方法，包括以下步驟:1、按照設定化配比組分進行冶煉，并澆鑄成鋼錠?；浔冉M分為(重量％)C:0.06 0.10%，Si:0.2 0.45%，Mn: 1.20 1.55%，P^0.030%,S^0.025%,Alt ^ 0.015%,Nb:0.020 0.035%,Ti 0.02%,V:0.05
0.10%, Re ( 0.01%，其余為Fe及不可避免的夾雜。本發(fā)明中所選用的微合金元素(鈮Nb、釩V、鈦Ti)在本發(fā)明鋼中的作用:鈮通過兩種途徑細化品粒。一是鈮對奧氏體的再結晶有明顯延遲作用，提高完全再結晶溫度，防止再結晶奧氏體晶粒長大；二是隨著軋制溫度的降低，鈮的碳、氮化物可在奧氏體向鐵素體轉變前彌析出，成為鐵素體的形核質點，使鐵素體在較小過冷度下形成，不易長大。從而細化了鐵素體晶粒。由于上述因素單獨或組合作用，鈮無論在正火或控軋鋼中都可表現(xiàn)出強烈的細化晶粒效果，而加入量0.02 0.04%即可達到細化晶粒的目的。釩不僅可通過形成氮化釩來細化鐵素體晶粒(氮化釩有高的促進鐵素體形核能力)，而且有明顯的析出強化作用。鈦除了能產(chǎn)生沉淀強化作用之外，還可通過形成熔點很高的氮化鈦質點，有效抑制奧氏體晶粒長大，對于提高焊接性能極為重要。稀土 Re (混合稀土金屬包芯線)的加入，使鋼的內銹層致密，而且與基體的結合力變強，不易脫離，可以阻止大氣中和的擴散，從而降低了腐蝕速度。在一系低合金高強度鋼中加入稀土可以顯著改善鋼的冷彎性能、沖擊性能、低溫沖擊韌性和耐磨性，大大改善了鋼的加工性能并提高其使用壽命。2、將鋼錠軋制成鋼板。鋼錠采用加熱溫度1150 1230°C，保溫時間在120 180分鐘；采用兩階段軋制工藝，第一階段在奧氏體再結晶區(qū)軋制，開軋溫度為1080 1180°C，至少有兩道次壓下率大于20% ；第二階段在奧氏體未再結晶區(qū)軋制，開軋溫度900 930°C，至少有兩道次壓下率大于15%，中間坯厚度不小于產(chǎn)品厚度的2.6倍，終軋溫度為820 860°C。目的是為了保證其在未再結晶區(qū)有足夠的變形量，在變形的奧氏體內有更高密度的位錯累計，為鐵素體相變提供更有利的形核條件。較大的變形也有利于的碳氮化合物的析出，由于變形誘導析出的作用，較大的道次變形率將有利于析出物的形成并且使其更加細小和彌散，同時，細小和彌散的析出物及其釘扎作用為鐵素體提供高密度的形核地點并且阻止其長大和粗化，這對于鋼的強度與韌性都起到有利的作用。3、鋼板的冷卻。

軋制結束后，鋼板進入冷卻裝置，終冷溫度550 610°C，出水后冷床冷卻，形成具有良好塑性、低溫沖擊韌性的高強度船體結構用鋼板。根據(jù)軋鋼節(jié)奏的快慢， 冷卻形式做出靈活調整。由于鋼板在軋制過程中積累了密度很高的位錯和極高的應變能，高密度的位錯將與析出物粒子相互作用，在軋制完成至加速冷卻的空冷馳豫過程中，這種相互作用促使在奧氏體晶粒內部形成大量細小的多邊形位錯胞結構，原子在位錯墻上的偏聚以及終得到晶粒細小且均勻的鐵素體和珠光體組織。通過合理的化學成分設計，并經(jīng)過稀土處理后，采取上述工藝后，屈服強度大于355Mpa，抗拉強度490 630Mpa，延伸率不小于21 %，_40°C沖擊功大于100J。下面通過一個具體實施例，對本發(fā)明技術方案作進一步詳細說明。按表I所示的化學成分冶煉,并燒鑄成鋼錠； 表I本發(fā)明鋼的化學成分，wt%
權利要求
1.一種耐沖擊稀土微合金化高強度船體結構用鋼板，其特征在于:其化配比組分的重量百分比為 C:0.06 0.10%，S1:0.2 0.45%，Mn:1.20 1.55%，P 彡 0.030%,S ^ 0.025 %, Alt 彡 0.015 %, Nb:0.020 0.035 %，T1:彡 0.02 %，V:0.05 0.10%,Re ( 0.010%,其余為Fe和夾雜。
2.按權利要求1所述的耐沖擊稀土微合金化高強度船體結構用鋼板，其特征在于:所述化配比組分的重量百分比中，C為0.075，Si為0.350,Mn為1.450，P為0.015，S為0.005，Alt 為 0.029，Nb 為 0.030，Ti 為 0.012，V 為 0.064。
3.按權利要求1所述的耐沖擊稀土微合金化高強度船體結構用鋼板，其特征在于:所述化配比組分的重量百分比中，C為0.069，Si為0.290，Mn為1.501，P為0.012，S為0.004，Alt 為 0.025，Nb 為 0.025，Ti 為 0.009，V 為 0.057。
4.按權利要求1所述的耐沖擊稀土微合金化高強度船體結構用鋼板，其特征在于:所述化配比組分的重量百分比中，C為0.064，Si為0.246，Mn為1.470，P為0.011，S為0.005，Alt 為 0.022，Nb 為 0 .027，Ti 為 0.007，V 為 0.052。
5.一種耐沖擊稀土微合金化高強度船體結構用鋼板的生產(chǎn)方法，包括: 按照化配比組分進行冶煉，并澆鑄成鋼錠，其化配比組分的重量百分比為C:0.06 0.10%，S1:0.2 0.45%，Mn:1.20 1.55%，P 彡 0.030%，S 彡 0.025%,Alt 彡 0.015%,Nb:0.020 0.035%，T1:彡 0.02%，V:0.05 0.10%, Re ( 0.01%，其余為 Fe 和夾雜； 將鋼錠軋制成鋼板；鋼錠采用加熱溫度1150 1230°C，保溫時間在120 180分鐘；采用兩階段軋制工藝，第一階段在奧氏體再結晶區(qū)軋制，開軋溫度為1080 1180°C，至少有兩道次壓下率大于20% ;第二階段在奧氏體未再結晶區(qū)軋制，開軋溫度900 930°C，至少有兩道次壓下率大于15%，中間坯厚度不小于產(chǎn)品厚度的2.6倍，終軋溫度為820 860 0C ； 冷卻鋼板；鋼板進入冷卻裝置，終冷溫度550 610°C,出水后冷床冷卻，形成鋼板。
6.按權利要求5所述的耐沖擊稀土微合金化高強度船體結構用鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于:將鋼錠加熱至1220°C，保溫160分鐘，在中式軋機上進行軋制，開軋溫度在1150°C，至少有兩道次大于20%，當中間坯厚度為47mm時，在輥道上待溫至910 930°C;進行第二階段軋制，終軋溫度為820 860°C，成品鋼板厚度為18mm。軋制結束后，鋼板進入冷卻裝置，終冷溫度550 600°C，出水后冷床冷卻。
7.按權利要求5或者6所述的耐沖擊稀土微合金化高強度船體結構用鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述化配比組分的重量百分比中，C為0.075，Si為0.350，Mn為1.450，P為 0.015，S 為 0.005，Alt 為 0.029，Nb 為 0.030，Ti 為 0.012，V 為 0.064。
8.按權利要求5或者6所述的耐沖擊稀土微合金化高強度船體結構用鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述化配比組分的重量百分比中，C為0.069，Si為0.290，Mn為1.501，P為 0.012，S 為 0.004，Alt 為 0.025，Nb 為 0.025，Ti 為 0.009，V 為 0.057。
9.按權利要求5或者6所述的耐沖擊稀土微合金化高強度船體結構用鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述化配比組分的重量百分比中，C為0.064，Si為0.246，Mn為1.470，P為 0.011，S 為 0.005，Alt 為 0.022，Nb 為 0.027，Ti 為 0.007，V 為 0.052。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種耐沖擊稀土微合金化高強度船體結構用鋼板，其化配比組分的重量百分比為C0.06～0.10％，Si0.2～0.45％，Mn1.20～1.55％，P≤0.030％，S≤0.025％，Alt≥0.015％，Nb0.020～0.035％，Ti≤0.02％，V0.05～0.10%，Re≤0.010%，其余為Fe和夾雜。本發(fā)明還公開了一種耐沖擊稀土微合金化高強度船體結構用鋼板的生產(chǎn)方法。利用本發(fā)明技術生產(chǎn)的鋼板，具有良好塑性、低溫沖擊韌性和高強度的特點。
文檔編號B21B37/74GK103088259SQ20131003490
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月30日 優(yōu)先權日2013年1月30日
發(fā)明者徐強, 喬團結, 喬林鎖, 付學義 申請人:內蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司