本發(fā)明屬于鋼鐵冶金領(lǐng)域，具體涉及一種低壓縮比厚度為100～150mm的EH36船板鋼及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：
船板鋼是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展所依賴的重要鋼鐵材料，目前，船板鋼出現(xiàn)如下發(fā)展趨勢，鋼板規(guī)格尺寸向特厚方向發(fā)展，強(qiáng)度向高強(qiáng)度、高韌性發(fā)展，尺寸精度要求提高，品種向多樣化發(fā)展。目前，通用的九國船級社規(guī)范中僅有挪威船級社（DNV）規(guī)范與GB712-2011《船舶及海洋工程用鋼》對150mm厚的船板做了規(guī)定，其余僅對100mm及以下的船板作了相應(yīng)的規(guī)定。GB712-2011或規(guī)范中EH36鋼級的成分范圍適用鋼板厚度范圍為0-150mm，成分跨度太大，即使將成分全部調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)上限，隨著厚度的增加，強(qiáng)度也不可避免會下降。另外，強(qiáng)度越高，韌性越難以控制。鋼板越厚，強(qiáng)韌性特別是厚度1/2處的沖擊韌性值波動的幾率就越高。就目前生產(chǎn)技術(shù)能力，生產(chǎn)100-150mm的船板采用TMCP軋制是沒有辦法獲得厚度方向上性能均勻的鋼板，即使勉強(qiáng)制得，產(chǎn)品的性能也難以穩(wěn)定保障。目前，少數(shù)幾個鋼廠是利用370-400mm的連鑄坯或鋼錠通過正火生產(chǎn)100-150mmEH36鋼板。而采用鋼錠的生產(chǎn)方式又存在成材率低，生產(chǎn)效率低，成本高的缺陷，一般不作為100-150mm這種特厚板EH36鋼板的首選生產(chǎn)方式。GB712-2011或船規(guī)要求厚度在50mm以上的EH36鋼其-40℃縱向沖擊韌性值（Akv）≥50J。Akv值對材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷、顯微組織的變化很敏感。如夾雜物、偏析、氣泡、內(nèi)部裂紋、鋼的回火脆性、晶粒粗化等都會使沖擊韌性值明顯降低。連鑄坯與鋼板的厚度比例（壓縮比）越大，鋼板內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷、顯微組織越易改善，越有利于提高Akv值。反之，對于生產(chǎn)的越厚的鋼板，由于壓縮比較低，其Akv值越不穩(wěn)定。另外，因特厚EH36使用環(huán)境的特殊性，更多的用戶在船檢時對特厚EH36鋼的檢測要求更加嚴(yán)苛，尤其要求生產(chǎn)廠家保證鋼板1/2處沖擊、拉伸性能。這對于正火生產(chǎn)的特厚EH36鋼更加形成了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。發(fā)明專利申請CN103725959A公開了“一種130mm低合金低溫韌性厚板及其生產(chǎn)方法”，選用400mm連鑄坯，保證鋼板壓縮比＞3的前提下，經(jīng)過TMCP兩階段控軋，隨后進(jìn)行正火+加速冷卻（NAC）到650～720℃區(qū)間。最終鋼板性能滿足船級社規(guī)范中EH36力學(xué)性能。發(fā)明專利申請CN103205640A公開了“一種E40高強(qiáng)度船板鋼及制備方法”，通過控軋控冷工藝，軋后進(jìn)行NAC熱處理，獲得了E40鋼板。以上兩項方法雖然經(jīng)濟(jì)，但是產(chǎn)品難以控制，不能大范圍推廣應(yīng)用。因為，國內(nèi)大部分廠家在正火爐后往往是配套淬火機(jī)，淬火機(jī)很難如ACC裝置進(jìn)行終冷或返紅溫度的精確控制。其次，僅通NAC處理，對于特厚（≥100mm）海洋工程用鋼，鋼板在厚度方向上的性能仍然不均勻，鋼板1/2處的鐵素體晶粒粗大、強(qiáng)度低，而鋼板表面多為貝氏體、馬氏體組織，強(qiáng)度高。這對鋼板焊接材料的匹配、焊接、鋼板成型、耐蝕性能都會帶來一系列難度和影響。進(jìn)一步地，NAC還存在隨著天氣變化、鋼板厚度的寬度的變化，終冷溫度范圍寬，對特厚板最終的穩(wěn)定性也存在不利影響。綜上，現(xiàn)有技術(shù)還不能完全達(dá)到采用連鑄坯生產(chǎn)低壓縮比100～150mm特厚EH36船板鋼時的組織在厚度方向上的均勻性，以滿足高強(qiáng)度、高沖擊韌性的要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于，在按照現(xiàn)有船級社規(guī)范以及GB712規(guī)定的EH36鋼標(biāo)準(zhǔn)成分的情況下，即不改變現(xiàn)有特厚板化學(xué)成分、冶煉、軋制的前提下，設(shè)計正火后加速冷卻（NAC）方法+回火熱處理的方式，獲得了具有細(xì)小均勻的回火貝氏體組織的EH36鋼。這種組織不同于以往EH36鋼的鐵素體珠光體組織形式，使EH36鋼的強(qiáng)度不僅得到顯著提高，同時可以滿足高韌性，有效的阻抑裂紋擴(kuò)展，大幅度提高1/2處沖擊韌性Akv值。本發(fā)明的EH36鋼成分體系仍按船級社規(guī)范以及GB712規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)成分體系，碳當(dāng)量不增加，無需用戶對后續(xù)焊接、整船設(shè)計作調(diào)整，包括焊材的匹配，焊接工藝的，整船的設(shè)計調(diào)整。同時，通過保證后續(xù)回火溫度區(qū)間一定，可滿足多批次、多規(guī)格、不論季節(jié)的批量生產(chǎn)，省去了組批以及要通過試水板來確定NAC過程的冷卻速度，穩(wěn)定了鋼板質(zhì)量，提高了鋼板的一檢合格率，節(jié)省了船級社檢驗費(fèi)用、檢驗周期，縮短了產(chǎn)品交貨周期。本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案為：一種低壓縮比特厚EH36船板鋼，該鋼板成品組織為回火貝氏體組織。晶粒細(xì)小，組織均勻。在特厚板鋼板沿厚度方向上，晶粒隨著厚度稍有增大，但是增加不明顯。沒有異常組織如魏氏組織、上貝氏體組織出現(xiàn)。鋼板屈服強(qiáng)度橫向拉伸性能為355～400MPa，抗拉強(qiáng)度為550～560MPa，鋼板-40℃縱向沖擊韌性值≥96J。上述低壓縮比特厚EH36船板鋼的制備方法，鋼板的化學(xué)成分采用船級社規(guī)范以及GB712規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)成分體系，采用連鑄坯控軋或TMCP控軋控冷工藝，鋼板軋制下線后，經(jīng)正火后快速冷卻處理（NAC），得到貝氏體組織，然后經(jīng)回火得到回火貝氏體組織的鋼板，NAC溫度880～920℃，加熱保溫時間為2.0～2.3min/mm；水冷終冷溫度為200-500℃，回火溫度620～660℃，回火保溫時間2.5～4.0min/mm。優(yōu)選地，所述連鑄坯與鋼板成品厚度的軋制壓縮比為2.4～3.7，鋼板軋后可不進(jìn)行層流冷卻或加速冷卻。本發(fā)明通過在生產(chǎn)特厚EH36鋼生產(chǎn)線的后段添加熱處理裝置，通過對正火后快速水冷（NAC）處理后獲得的鋼板再進(jìn)行回火熱處理，均勻化鋼板的組織結(jié)構(gòu)，尤其改善鋼板厚度1/2處組織，在整板厚度方向上獲得了細(xì)小均一的回火貝氏體，消除了鋼板厚度方向上的組織梯度，使特厚船板鋼沖擊韌性得到大幅度提高的同時，不犧牲鋼板的強(qiáng)度。本發(fā)明的EH36鋼無需特別改變化學(xué)成分、鋼水冶煉以及軋制工藝。NAC中水冷工藝終冷溫度區(qū)間大，便于現(xiàn)場操作。采用軋后熱處理的工藝原理是：通過正火后加速冷卻（NAC）工藝，溫度介于880～920℃，加熱保溫時間為2.0～2.3min/mm盡可能充分溶解特厚板中的碳化物，V化物等，有利于改善特厚板中心偏析，促進(jìn)粗大奧氏體晶粒形成，使C曲線右移，提高材料的淬透性。NAC中采用水冷的冷卻方式代替以往正火工藝中的空氣冷卻，可以在鋼板中獲得部分貝氏體，顯著提高鋼的韌性，降低脆性變溫度，減少后面高溫回火脆性。隨后再作回火處理，去除鋼板應(yīng)力，鋼板基體中的貝氏體轉(zhuǎn)化成回火貝氏體。且通過回火來滿足EH36鋼板的高強(qiáng)度要求。本發(fā)明所對應(yīng)的特厚EH36船板鋼與現(xiàn)有低壓縮比條件生產(chǎn)的鋼材相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明方法，鋼板成分設(shè)計仍可按照九國船級社0～150mm的成分體系，無需額外增加Ni、Cu等貴重合金，節(jié)省合金成本。進(jìn)一步地，用戶在后續(xù)焊接時仍可使用普通EH36的焊接材料、焊接工藝來進(jìn)行焊接。本發(fā)明方法，板坯與鋼板成品厚度的壓縮比介于2.4～3.7，鋼板軋后可不進(jìn)行層流冷卻或加速冷卻，有益于確保短而厚坯料在軋制過程中的板形。本發(fā)明方法，對NAC正火處理后的水冷工藝窗口較大，水冷終冷溫度為200～500℃，適用于一般NAC設(shè)備，易于生產(chǎn)控制。本發(fā)明獲得的特厚EH36船板鋼具有更高的沖擊韌性，尤其是1/2厚度處的Akv值較高，鋼材整體強(qiáng)度高，顯微組織細(xì)小均勻。組織主要為回火貝氏體，方法簡單完全滿足企業(yè)批量穩(wěn)定化生產(chǎn)。附圖說明圖1為本發(fā)明實施例2的鋼板在1/4處的金相組織；圖2為本發(fā)明實施例2的鋼板在1/2處的金相組織；圖3為本發(fā)明實施例1中板坯軋制道次壓下率分配圖。具體實施方式以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。實施例1、2選取用于常規(guī)生產(chǎn)EH36的兩個爐號共四塊板坯，成分滿足船級社規(guī)范與GB712EH36鋼級要求。連鑄坯厚度為370mm，化學(xué)成分見表1。軋制成100-150mm厚的成品鋼板，軋制工藝溫度控制按照常規(guī)生產(chǎn)正火態(tài)60-100mmEH36鋼板工藝，粗軋溫度介于1050～1150℃，精軋開軋溫度≤880℃，道次按照軋制負(fù)荷進(jìn)行控制，實施例1的軋制道次壓下率分配圖如圖3所示。軋后冷卻，冷卻返紅溫度600-660℃，備注：本實施例中，鋼板軋后可不進(jìn)行層流冷卻或加速冷卻。在熱處理生產(chǎn)線上進(jìn)行正火后快速水冷（NAC）+回火熱處理，NAC正火溫度介于880～920℃，加熱保溫時間為2.0～2.3min/mm，水冷終冷溫度控制200～500℃；隨后進(jìn)行回火處理，回火溫度620～660℃，回火保溫時間2.5～4.0min/mm。表1實施例船板鋼的化學(xué)成分（wt%）實施例CSiMnPSNiCrTiVNb實施例10.130.251.550.0070.00200.350.150.0170.0250.035實施例20.140.301.450.0070.00150.300.100.0150.0300.044實施例1、實施例2為120mm的特厚EH36板，實施例3、實施例4為150mm的特厚EH36板。對于特厚板使用來講，鋼板厚度方向上的性能均勻性，是用戶對特厚鋼板最為關(guān)心的，在簽訂協(xié)議時，特別增加了對鋼板1/2處性能的檢測，包括對特厚板1/2處性能進(jìn)行拉伸、沖擊以及金相檢測。從鋼板拉伸性能來看，鋼板屈服強(qiáng)度橫向拉伸性能介于355～400MPa之間，抗拉強(qiáng)度介于550～560MPa之間，延伸率適中。鋼板1/2厚度處拉伸性能略低于1/4厚度處，但差別不大。鋼板的低溫沖擊韌性如表2所示，鋼板1/4厚度處的-40℃縱向沖擊韌性值≥100J。鋼板1/2厚度處的-40℃縱向沖擊韌性值≥96J，性能穩(wěn)定。表2各實施例對應(yīng)鋼板的力學(xué)性能除上述實施例外，本發(fā)明還包括有其他實施方式，凡采用等同變換或者等效替換方式形成的技術(shù)方案，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。