專利名稱：一種355MPa級低焊接裂紋敏感性鋼板及生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于易焊接結(jié)構(gòu)鋼技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種355MPa級低焊接裂紋敏感性鋼板及生產(chǎn)方法，是一種正火態(tài)屈服強(qiáng)度355MPa級低焊接裂紋敏感性鋼板，用于海上固定式采油平臺等易焊接鋼結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
低焊接裂紋敏感性鋼易于焊接，焊接缺陷少，逐步得到用戶的青睞，其中焊接裂紋敏感指數(shù) Pcm 是表征此類鋼板的指標(biāo)，(Pcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Cr/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B)。目前生產(chǎn)中大多采用低C或超低C的Mn-Mo-Nb-B系貝氏體鋼，通過控軋控冷工藝，或者TMCP+回火，或者調(diào)質(zhì)工藝生產(chǎn)各級別鋼板。而對于正火態(tài)的低焊接裂紋敏感性鋼 板，為保證鋼板的強(qiáng)度，其化學(xué)成分必須保證較高的碳當(dāng)量，其相應(yīng)的焊接裂紋敏感指數(shù)較高，因此開發(fā)正火態(tài)的低焊接裂紋敏感性鋼板，碳當(dāng)量要低，并需選擇有效的鋼板強(qiáng)化機(jī)制和手段。南京鋼鐵公司申請?zhí)枮?01110358089的發(fā)明專利公開了一種焊接裂紋敏感性指數(shù)低于O. 23的355MPa級低合金鋼板的制造方法，鋼板的化學(xué)成分添加了 O. 060 O. 070%的V，生產(chǎn)工藝采用控軋控冷工藝軋制后，再經(jīng)過880-920°C加熱、保溫I 1. 5min/mmX板厚、淬火機(jī)控制68(T720°C返紅的熱處理后交貨。其特點(diǎn)是成分采用釩合金化，并通過增大鋼板出加熱爐后的冷卻速度即利用淬火機(jī)的水冷來提高強(qiáng)度，不屬于正火處理范疇。鞍鋼股份有限公司申請?zhí)枮?00510047195. 6的發(fā)明專利公開了一種大線能量低焊接裂紋敏感性厚鋼板及其生產(chǎn)方法，其特點(diǎn)是化學(xué)成分為c :0. 06 O. 10%、Cr (O. 30%、Mo :0. 15 O. 30%、V :0. 02 O. 06%,生產(chǎn)工藝為控軋控冷+回火。舞陽鋼鐵有限責(zé)任公司申請?zhí)枮?00610018010的發(fā)明專利公開了一種低焊接裂紋敏感性鋼板及其生產(chǎn)方法，其化學(xué)成分組成c ( O. 07%, Cr ( O. 30%, Mo ( O. 30%，V彡O. 08%, Nb ( O. 08%, B彡O. 003%。特點(diǎn)是采用低C或超低C，Mn-Mo-Nb-B系低C貝氏體鋼，是通過控軋控冷+回火生產(chǎn)工藝生產(chǎn)610MPa鋼板。寶山鋼鐵股份有限公司申請?zhí)枮?00710093978的發(fā)明專利公開了一種屈服強(qiáng)度550MPa級低裂紋敏感性鋼板及其制造方法，特點(diǎn)是采用Mn-Mo-Nb-B系超低C貝氏體鋼。化學(xué)成分包含 C 0. 005 O. 04%、Mn :1· 40 1. 85%、Cr ( O. 20%、Mo ( O. 20%、Nb 0. 04 O. 08%、B :0. 0005 O. 0020%，采用控制熱機(jī)械軋制和冷卻技術(shù)。鞍鋼股份有限公司申請?zhí)枮?01010291435的發(fā)明專利公開了一種610MPa級低焊接裂紋敏感性特厚鋼板及其制造方法。其成分C :0. 06% O. 10%、Cr :0. 05% O. 10%、Mo O. 10% O. 30%，其生產(chǎn)工藝為控軋控冷+回火。江蘇省沙鋼鋼鐵研究院有限公司申請?zhí)枮?01210113817的發(fā)明專利公開了一種低溫韌性優(yōu)異的非調(diào)質(zhì)低裂紋敏感性鋼板及其生產(chǎn)方法。其特點(diǎn)是化學(xué)成分為c 0. 05 O. 09%, N1:0. 10 O. 15%, Cr :0. 10 O. 18%, Mo :0. 10 O. 20%, Nb :0. 02 O. 04%, V O. 02 O. 05%，工藝采用控制軋制與控制冷卻技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于是提供了一種355MPa級低焊接裂紋敏感性鋼板及生產(chǎn)方法，是一種正火態(tài)屈服強(qiáng)度355MPa級低焊接裂紋敏感性鋼板。通過采用較低的碳含量和Nb、NiXu合金化，采用400mm連鑄坯和兩階段控制軋制+控制冷卻+正火處理生產(chǎn)工藝；生產(chǎn)的正火態(tài)10 80mm鋼板具有良好的強(qiáng)韌性，較低的焊接裂紋敏感性焊接指數(shù)和低的碳當(dāng)量。主要依據(jù)是在控軋控冷中主要充分利用Nb的析出，在隨后的正火加熱時阻止奧氏體晶粒長大，達(dá)到細(xì)晶強(qiáng)化的作用。同時發(fā)揮正火處理鋼板性能均勻性作用，并利用銅的析出強(qiáng)化作用提高鋼板強(qiáng)度。本發(fā)明涉及一種正火態(tài)屈服強(qiáng)度355MPa級低焊接裂紋敏感性鋼板的生產(chǎn)方法，包括冶煉+連鑄+控軋控冷+正火處理，其特征在于該鋼的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為C0. 09 0. 13%, Si 0. 25 0. 35%,Mn1. 20 1. 50%, P ( 0. 015%，S ≤ 0. 005%, Al 0. 025 0. 04%, Nb 0. 02 0. 05%, Ti 0. 01 0. 03%, Cu 0. 10 0. 3%, Ni 0. 10 0. 3%,其余為
Fe和不可避免雜質(zhì)。采用頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉，并采用低鎳生鐵配鎳；連鑄坯型厚度規(guī)格為400mm,寬度在1800 2400mm ;鋼板采用兩階段控制軋制+控制冷卻+正火處理。生產(chǎn)的正火態(tài)10 80mm鋼板具有良好的強(qiáng)韌性，屈服強(qiáng)度大于355MPa，焊接裂紋敏感性焊接指數(shù)不大于0. 23%，碳當(dāng)量小于0. 40%該發(fā)明的主要工藝措施(I)鋼種冶煉采用頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉，控制各元素同時滿足Pcm不大于O. 23%和碳當(dāng)量小于O. 40%,并采用低鎳生鐵配鎳。(2)鋼坯連鑄鑄坯厚度規(guī)格采用400mm，寬度在1800 2400mm之間，以保證鋼坯到鋼板的總壓縮比。(3)鋼坯加熱鋼坯冷裝入爐，加熱溫度在1150 1200°C之間，加熱時間在460 540min ；(4)控制軋制+控制冷卻在4300mm軋機(jī)上采用兩階段控制軋制，奧氏體再結(jié)晶軋制溫度100(Tl20(rC，待溫厚度不小于成品厚度的2倍，未再結(jié)晶開始軋制溫度850 900°C，控制終軋溫度790 840°C ;軋后水冷，終冷溫度500 550°C，冷速10 30°C /s。(5)正火處理正火處理溫度88(T930°C，在爐時間為鋼板厚度X1. 5 min/mm，保溫時間為5 30min，鋼板出爐后在空氣中自然冷卻至室溫。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于I)本發(fā)明與傳統(tǒng)的控軋控冷工藝的目的不同，本發(fā)明鋼板經(jīng)嚴(yán)格的控軋控冷后，可以使含Nb第二相能夠充分析出，在隨后的正火加熱時阻止奧氏體晶粒長大，達(dá)到細(xì)化奧氏體后晶粒的作用。2)在本發(fā)明設(shè)計的工藝條件下，除能夠發(fā)揮正火處理鋼板性能均勻性作用外，還充分利用正火冷卻過程中銅的析出強(qiáng)化作用來保證鋼板強(qiáng)度。3)鋼板具有較低的焊接裂紋敏感性指數(shù)(< 0. 23%)，碳當(dāng)量比較低有良好的焊接適應(yīng)性，而且鋼中添加一定量的Ni和Cu，還可以提高鋼板的耐腐蝕性能。


圖1為80mm厚鋼板厚度方向1/4處金相組織。圖2為80mm厚鋼板心部金相組織。圖3為40mm厚鋼板厚度方向1/4處金相組織。圖4為40mm厚鋼板心部金相組織。實(shí)施例1按照本發(fā)明提供的成分設(shè)計和生產(chǎn)工藝，提供了 80mm厚鋼板的實(shí)例。除本說明書已經(jīng)說明的外，本實(shí)施例采用連鑄還尺寸400mmX2000mmX2700mm,成品鋼板尺寸為80mmX2350mmXL(長度)，冷裝，加熱溫度1180°C，雙機(jī)架兩階段控軋，精軋開軋溫度875 V，終軋溫度820°C，待溫厚度為160mm，軋后水冷，終冷溫度540°C，正火溫度880°C，保溫15min。鋼板化學(xué)成分見表1，力學(xué)性能見表2，金相組織見圖1和圖2。表I 80mm鋼板的化學(xué)成分(重量，%)，余量為Fe和不可避免雜質(zhì)
權(quán)利要求
1.一種355MPa級低焊接裂紋敏感性鋼板，其特征在于，化學(xué)成分質(zhì)量百分比為C O. 09 O. 13%, Si O. 25 O. 35%, Mn1. 20 L 50%, P ( O. 015%, S ( O. 005%, Al O. 025 O. 04%, Nb O. 02 O. 05%, Ti O. 01 O. 03%, Cu O. 10 O. 3%, Ni O. 10 O. 3%,其余為Fe和不可避免雜質(zhì)；采用頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉，并采用低鎳生鐵配鎳；連鑄坯型厚度規(guī)格為 400mm,寬度在1800 2400mm ;鋼板采用兩階段控制軋制+控制冷卻+正火處理。
2.按照權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，各元素含量同時滿足Pcm不大于 O. 23%和碳當(dāng)量小于O. 40%ο
3.—種權(quán)利要求1或2所述鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于，工藝中控制的技術(shù)參數(shù)如下(1)冶煉采用頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉，控制各元素同時滿足Pcm不大于O.23%和碳當(dāng)量小于O. 40%,并采用低鎳生鐵配鎳；(2)鋼坯連鑄鑄坯厚度規(guī)格采用400mm，寬度在1800 2400mm之間，以保證鋼坯到鋼板的總壓縮比；(3)鋼坯加熱鋼坯冷裝入爐，加熱溫度在1150 1200°C之間，加熱時間在460 540min ；(4)控制軋制+控制冷卻在4300mm軋機(jī)上采用兩階段控制軋制，奧氏體再結(jié)晶軋制溫度1000 1200°C，待溫厚度不小于成品厚度的2倍，未再結(jié)晶開始軋制溫度850 900°C，控制終軋溫度790 840°C ;軋后水冷，終冷溫度500 550°C，冷速10 30°C /s ；(5)正火處理正火處理溫度880 930°C，在爐時間為鋼板厚度X1. 5 min/mm，保溫時間為5 30min，鋼板出爐后在空氣中自然冷卻至室溫。
全文摘要
一種355MPa級低焊接裂紋敏感性鋼板及生產(chǎn)方法，屬于易焊接結(jié)構(gòu)鋼技術(shù)領(lǐng)域。鋼板的成分為C 0.09～0.13%，Si 0.25～0.35%，Mn 1.20～1.50%，P≤0.015%，S≤0.005%，Al 0.025～0.04%，Nb 0.02～0.05%，Ti 0.01～0.03%，Cu 0.10～0.3%，Ni 0.10～0.3%，其余為Fe和不可避免雜質(zhì)，Pcm不大于0.23%，碳當(dāng)量小于0.40%；采用400mm厚度的連鑄鋼坯，生產(chǎn)采用兩階段控制軋制+控制冷卻+正火處理工藝。生產(chǎn)的正火態(tài)10～80mm鋼板具有良好的強(qiáng)韌性，屈服強(qiáng)度大于355MPa，焊接裂紋敏感性焊接指數(shù)不大于0.23%，碳當(dāng)量小于0.40%，可用于海上固定式采油和鉆井平臺等易焊接鋼結(jié)構(gòu)。
文檔編號C22C38/14GK103014498SQ20121056468
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月21日
發(fā)明者王彥鋒, 楊永達(dá), 狄國標(biāo), 姜中行, 韓承良, 白學(xué)軍, 麻慶申, 王根磯, 劉美艷, 劉金剛, 樊艷秋, 何元春 申請人:首鋼總公司