一種高強(qiáng)高韌船體用鋼板的制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高強(qiáng)高韌船體用鋼板的制備工藝，該船體用鋼板的化學(xué)成分由C、Si、Mn、Als、V、Ti、Cr、Mo、Ni、Cu、B、Fe和不可避免雜質(zhì)組成，并控制雜質(zhì)含量；所述制備方法包括如下步驟：1）冶煉并合金化；2）再加熱，溫度為1200-1220℃，保溫時間為2-4小時；3）控制軋制，粗軋工序中，開軋溫度為1160-1180℃，粗軋終軋溫度≥970℃；精軋開軋溫度870-880℃，精軋終軋溫度760-770℃；4）控制冷卻，冷速20-24℃/s；5）熱處理，淬火加熱溫度為930-950℃，水淬，回火加熱溫度為430-450℃，保溫時間為3-4小時。
【專利說明】一種高強(qiáng)高韌船體用鋼板的制備工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼鐵冶金【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種高強(qiáng)高韌船體用鋼板的制備工藝?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]船舶向大型化、高速化方向發(fā)展的趨勢，使得造船用鋼必須具備高強(qiáng)度、高韌性、厚規(guī)格、耐海水腐蝕性、易可焊接和良好成型性能等特點(diǎn)。生產(chǎn)出滿足(特)厚規(guī)格，同時又能保證強(qiáng)度、塑性的指標(biāo)、良好的低溫韌性及焊接性的造船用鋼，將為造船行業(yè)的飛速發(fā)展提供有力的技術(shù)保障和動力支持。
[0003]目前，在船板鋼的生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用了控軋控冷技術(shù)。通過合理設(shè)計合金元素含量和控軋控冷參數(shù)，如終軋溫度、終冷溫度和冷卻速率等實現(xiàn)相變強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化和亞晶強(qiáng)化等強(qiáng)化機(jī)制，補(bǔ)償由于降碳帶來的固溶強(qiáng)化損失，來提高強(qiáng)度和韌性?？剀埧乩浼夹g(shù)的應(yīng)用使船板鋼生產(chǎn)成本大大降低，但對于比較厚的船板，采用控軋控冷工藝得到的產(chǎn)品組織通常不均勻，影響材料的使用。
[0004]軋制后的熱處理制度對低碳貝氏體鋼的顯微組織及析出行為具有顯著影響，而組織類型、各種組織所占比例、組織細(xì)化程度和第二相粒子的析出行為等共同決定了低碳貝氏體鋼的最終力學(xué)性能，因而熱處理制度是進(jìn)一步提高該類鋼綜合力學(xué)性能的關(guān)鍵因素之一，目前，對于屈服強(qiáng)度大于500MPa的高強(qiáng)度級別船板鋼，國外的一些船級社規(guī)范中也明確要求采用QT狀態(tài)交貨。采用合理的熱處理制度對于充分發(fā)揮低碳貝氏體鋼的潛力具有十分重要的意義。采用控軋控冷技術(shù)+后續(xù)熱處理工序(TMCP+QT)可使鋼鐵材料獲得最佳的綜合性能，是生產(chǎn)高強(qiáng)度(特)厚船板一個有效途徑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提出一種高強(qiáng)`高韌船體用鋼板的制備工藝，該船體用鋼板不但強(qiáng)韌性能好，而且具備良好的綜合性能。
[0006]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種高強(qiáng)高韌船體用鋼板的制備工藝，該船體用鋼板的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計由下列組份組成:C 0.12-0.16%, Si 0.6-0.8 %, Mn 1.6-1.8%, Als 0.02-0.04%,V 0.2-0.4 %, Ti 0.03-0.05 %, Cr 1.1-1.3 %, Mo 0.6-0.8 %, Ni 1.6-1.8 %, Cu0.05-0.15%,B 0.001-0.002%,P < 0.010%,S < 0.005%,0 < 0.0012%,N< 0.0045%,H< 0.00015%，其余為Fe和不可避免雜質(zhì)；所述制備方法包括如下步驟:
[0008]I)采用轉(zhuǎn)爐煉鋼，頂?shù)讖?fù)合吹煉深脫碳，采用RH真空處理進(jìn)一步脫碳，并進(jìn)行合金化；
[0009]2)再加熱，溫度為1200_1220°C，保溫時間為2_4小時；
[0010]3)控制軋制，粗軋工序中，開軋溫度為1160_11801:，粗軋終軋溫度> 9700C ;精軋開軋溫度870-880°C，精軋終軋溫度760-770°C ；
[0011]4)控制冷卻，冷速 20-24°C /s ；[0012]5)熱處理，淬火加熱溫度為930_950°C，水淬，回火加熱溫度為430_450°C，保溫時間為3_4小時。
[0013]本發(fā)明主要成分的作用如下:
[0014]碳:碳是較強(qiáng)的固溶強(qiáng)化元素，能顯著提高鋼板強(qiáng)度，但為了使鋼板具有良好的焊接性能、較好的低溫沖擊韌性，在保證形成足夠的NbC、TiC等高熔點(diǎn)的碳化物的情況下，不再用碳控制本發(fā)明的鋼的強(qiáng)度。
[0015]錳:弱碳化物形成元素，它在冶煉中的作用是脫氧和消除硫的影響，還可以降低奧氏體轉(zhuǎn)變溫度，細(xì)化鐵素體晶粒，對提高鋼板強(qiáng)度和韌性有益。
[0016]鋁:在鋼中和其它元素形成細(xì)小彌散分布的難熔化合物，故能細(xì)化鋼的晶粒，提高鋼的晶粒粗化溫度，主要是AlN的影響。
[0017]鑰:存在于鋼的固溶體和碳化物中，有固溶強(qiáng)化作用，并可提高鋼的淬透性。鑰減緩C化物在奧氏體中的溶解速度，對鋼由奧氏體分解為珠光體的轉(zhuǎn)變有強(qiáng)烈的抑制作用。
[0018]銅:適量的銅可以提高鋼的耐蝕性、強(qiáng)度，改善焊接、成型性與機(jī)加工性能等。
[0019]硼:強(qiáng)烈提高淬透性的元素。在得到相同淬透性的情況下，添加B要比添加其他合金元素更有利于鋼的焊接性。加入微量B可明顯抑制鐵素體在奧氏體晶界上的形核，使鐵素體轉(zhuǎn)變曲線明顯右移，同時使貝氏體轉(zhuǎn)變曲線變得扁平，從而在低碳的情況下，能在較寬冷卻速度范圍內(nèi)得到貝氏體組織。
[0020]鉻:主要用于提高鋼的強(qiáng)度和淬透性。
[0021]鎳:能韌化基體，特別是提高鋼的低溫韌性，隨著鋼中鎳含量的增加，韌脆轉(zhuǎn)變溫度顯著降低，低溫韌性得到明顯·提高。
[0022]鈦:一種重要的微合金元素，可形成細(xì)小的鈦的碳、氮化物顆粒，在板坯再加熱過程中可通過阻止奧氏體晶粒的粗化從而得到較為細(xì)小的奧氏體顯微組織。另外，鈦的氮化物顆粒的存在可抑制焊接熱影響區(qū)的晶粒粗化。
[0023]釩:鋼中的強(qiáng)化元素，由于VC、V(CN)的沉淀強(qiáng)化，可使鋼的強(qiáng)度明顯提高。釩可以固定氮，在V、Nb、Ti共存的情況下，適當(dāng)?shù)拟C含量對提高和焊縫韌性具有良好的作用。
[0024]本發(fā)明具有如下有益效果:
[0025]本發(fā)明生產(chǎn)出的產(chǎn)品具備良好的綜合性能:力學(xué)性能Rell > 620MPa,Rm > 740MPa,橫向伸長率A > 15%，-40°C夏比沖擊吸收功橫向值> 75J，Z向拉伸斷面收縮率> 37%，冷彎性能良好,并且焊接性能良好。
【具體實施方式】
[0026]實施例一
[0027]—種高強(qiáng)高韌船體用鋼板的制備工藝，該船體用鋼板的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計由下列組份組成:C 0.12%, Si 0.8%, Mn 1.6%, Als 0.04%, V 0.2%, Ti 0.05%,Cr 1.1%, Mo 0.8%, Ni 1.6%, Cu 0.15%, B 0.001 %, P < 0.010%, S < 0.005%, O< 0.0012%, N < 0.0045%, H < 0.00015%，其余為Fe和不可避免雜質(zhì)；所述制備方法包括如下步驟:
[0028]I)采用轉(zhuǎn)爐煉鋼，頂?shù)讖?fù)合吹煉深脫碳，采用RH真空處理進(jìn)一步脫碳，并進(jìn)行合金化；[0029]2)再加熱，溫度為1200°C，保溫時間為4小時；
[0030]3)控制軋制，粗軋工序中，開軋溫度為1160°C，粗軋終軋溫度> 9700C ;精軋開軋溫度880°C，精軋終軋溫度760°C ；
[0031]4)控制冷卻，冷速20°C /s ；
[0032]5)熱處理，淬火加熱溫度為930°C，水淬，回火加熱溫度為450°C，保溫時間為3小時。
[0033]實施例二
[0034]一種高強(qiáng)高韌船體用鋼板的制備工藝，該船體用鋼板的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計由下列組份組成:c 0.16%, Si 0.6%, Mn 1.8%, Al s 0.02%, V 0.4%, Ti 0.03%,Cr 1.3%, Mo 0.6%, Ni 1.8%, Cu 0.05%, B 0.002%, P < 0.010%, S < 0.005%, 0
<0.0012%, N < 0.0045%, H < 0.00015%，其余為Fe和不可避免雜質(zhì)；所述制備方法包括如下步驟:
[0035]1)采用轉(zhuǎn)爐煉鋼，頂?shù)讖?fù)合吹煉深脫碳，采用RH真空處理進(jìn)一步脫碳，并進(jìn)行合金化；
[0036]2)再加熱，溫度為1220°C，保溫時間為2小時；
[0037]3)控制軋制，粗軋工序中，開軋溫度為1180°C，粗軋終軋溫度> 9700C ;精軋開軋溫度870°C，精軋終軋溫度770°C ；
[0038]4)控制冷卻，冷速24°C /s ；
[0039]5)熱處理，淬火加熱溫度為950°C，水淬，回火加熱溫度為430°C，保溫時間為4小時。
[0040]實施例三
[0041]一種高強(qiáng)高韌船體用鋼板的制備工藝，該船體用鋼板的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計由下列組份組成:c 0.14%, Si 0.7%, Mn 1.7%, Al s 0.03%, V 0.3%, Ti 0.04%,Cr 1.2%, Mo 0.7%, Ni 1.7%, Cu 0.10%, B 0.0015%, P < 0.010%, S < 0.005%, 0
<0.0012%, N < 0.0045%, H < 0.00015%，其余為Fe和不可避免雜質(zhì)；所述制備方法包括如下步驟:
[0042]1)采用轉(zhuǎn)爐煉鋼，頂?shù)讖?fù)合吹煉深脫碳，采用RH真空處理進(jìn)一步脫碳，并進(jìn)行合金化；
[0043]2)再加熱，溫度為1210°C，保溫時間為3小時；
[0044]3)控制軋制，粗軋工序中，開軋溫度為1170°C，粗軋終軋溫度≥970°C ;精軋開軋溫度875°C，精軋終軋溫度765°C ；
[0045]4)控制冷卻，冷速22°C /s ；
[0046]5)熱處理，淬火加熱溫度為940°C，水淬，回火加熱溫度為440°C，保溫時間為3.5小時。
【權(quán)利要求】
1.一種高強(qiáng)高韌船體用鋼板的制備工藝，其特征在于，該船體用鋼板的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計由下列組份組成:C 0.12-0.16%, Si0.6-0.8%, Mn 1.6-1.8%, Al s.0.02-0.04%, V 0.2-0.4%, Ti 0.03-0.05%, Cr 1.1-1.3%,Mo 0.6-0.8%, Nil.6-1.8%,Cu 0.05-0.15 %, B 0.001-0.002 %, P < 0.010 %, S < 0.005 %, O < 0.0012 %, N< 0.0045%, H < 0.00015%，其余為Fe和不可避免雜質(zhì)；所述制備工藝包括如下步驟: 1)采用轉(zhuǎn)爐煉鋼，頂?shù)讖?fù)合吹煉深脫碳，采用RH真空處理進(jìn)一步脫碳，并進(jìn)行合金化； 2)再加熱，溫度為1200-1220°C，保溫時間為2_4小時； 3)控制軋制，粗軋工序中，開軋溫度為1160-11801:，粗軋終軋溫度>970°C;精軋開軋溫度870-880°C，精軋終軋溫度760-770°C ；
4)控制冷卻，冷速20-24°C/s ； 5)熱處理，淬火加熱溫度為930-950°C，水淬，回火加熱溫度為430-450°C，保溫時間為3-4小時。
【文檔編號】C22C38/58GK103789694SQ201210434227
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年11月2日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月2日
【發(fā)明者】談祁祥 申請人:無錫市金蕩機(jī)械廠