ＮＶ－Ｆ６９０超高強(qiáng)度船板鋼及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種ＮＶ－Ｆ６９０超高強(qiáng)度船板鋼及其制備方法。該船板鋼以Ｆｅ為基體，并包含如下組分（ｗｔ％）：Ｃ?０．０３～０．０５％、Ｓｉ?０．１０～０．３５％、Ｍｎ?０．５０～１．６０％、Ｎｂ?０．０２～０．０５％、Ｔｉ?０．００９～０．０２％、Ｃｕ?１．００～１．７０％、Ｃｒ≤０．７０％、Ｎｉ?０．８～２．０％、Ａｌ?０．０１～０．０４％、Ｍｏ?０．１～０．６％、Ｐ≤０．０２０％、Ｓ≤０．０１０％以及雜質(zhì)。該方法為：將與上述船板鋼組分相同的連鑄坯依次進(jìn)行加熱、保溫、熱軋、冷卻以及熱處理形成成品船板鋼。本發(fā)明專利技術(shù)的船板鋼屈服強(qiáng)度大于６９０ＭＰａ，具有良好的低溫沖擊韌性，適于在船舶及海洋石油平臺(tái)制造領(lǐng)域中應(yīng)用。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種船板鋼及其制備方法，具體涉及具有優(yōu)良低溫韌性和屈服強(qiáng)度級(jí) 別為690MPa的NV-F690超高強(qiáng)度船板鋼及其制備方法。
技術(shù)介紹
隨著船舶的大型化以及深海油氣田的開發(fā)，導(dǎo)致輕量型高承載能力構(gòu)建需求的 增加，這為高強(qiáng)度船體結(jié)構(gòu)鋼的應(yīng)用提供了廣闊的應(yīng)用前景。目前，力學(xué)性能滿足挪威船 級(jí)社(DNV)NV-F690規(guī)范(室溫屈服強(qiáng)度Rpa2彡690MPa、抗拉強(qiáng)度Rm彡770MPa、延伸率 A5彡14%, -60°C夏氏沖擊功vE-60彡46J，如表1所示)的高等級(jí)大厚度(20_50mm)鋼板 的商業(yè)化制造工藝在中國(guó)還未見報(bào)道。如，公開號(hào)為CN101353759A的專利技術(shù)專利所提出一種屈服強(qiáng)度550MPa級(jí)低裂紋敏 感性鋼板，其強(qiáng)度級(jí)別達(dá)到了 550MPa級(jí)，但其沖擊韌性指標(biāo)僅為-20°C下的測(cè)量值。公開號(hào)為CN101255528A的專利技術(shù)專利提出一種超低溫韌性優(yōu)異的含鈮鋼板，雖然 其具有優(yōu)良的低溫韌性，但強(qiáng)度級(jí)別較低，屈服強(qiáng)度為480MPa，抗拉強(qiáng)度為580MPa。公開號(hào)為CN101481779A的專利技術(shù)專利提出一種高塑性高韌性超高強(qiáng)度鋼，雖然其 屈服強(qiáng)度可達(dá)到lOOOMPa。其應(yīng)用范圍為工程機(jī)械等。公開號(hào)為CN101538681A(申請(qǐng)?zhí)?00910083635. 1)的專利技術(shù)專利提出一種屈服強(qiáng)度 為700MPa的高強(qiáng)鋼板制造方法，鋼板脆轉(zhuǎn)變溫度為_60°C，雖然滿足NV-F690鋼的性能要 求，但其最大厚度限于9mm。公開號(hào)為CN101418418A(申請(qǐng)?zhí)?00710094178. 7)的專利技術(shù)專利提出一種屈服強(qiáng)度 為690MPa的低裂紋敏感性鋼板的制造方法，最大厚度達(dá)到60mm，但只保證_20°C沖擊功，不 能滿足NV-F690級(jí)鋼板要求的_60°C夏氏沖擊功標(biāo)準(zhǔn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提出一種NV-F690超高強(qiáng)度船板鋼及其制備方法，該船板鋼目 標(biāo)屈服強(qiáng)度不低于690MPa，抗拉強(qiáng)度770 940MPa，-60°C V型沖擊功不低于46J，具有優(yōu) 良的綜合力學(xué)性能，且制造工藝簡(jiǎn)單，從而克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足。為實(shí)現(xiàn)上述專利技術(shù)目的，本專利技術(shù)采用了如下技術(shù)方案一種NV-F690超高強(qiáng)度船板鋼，其特征在于，所述船板剛以Fe為基礎(chǔ)元素，且還 包含如下化學(xué)成分(重量百分比)為C 0. 03 0. 05%，Si 0. 10 0. 35%，MnO. 50 1.60%,Nb 0. 02 0. 05%，Ti 0. 009 0. 02%，Cu 1. 00 1. 70%，Cr 彡 0. 70%，Ni 0. 8 2.0%, Al 0. 01 0. 04%，Mo 0. 1 0. 6%，P 彡 0. 020%，S 彡 0. 010% 以及雜質(zhì)。進(jìn)一步的講，所述船板鋼厚度為20 50mm，所得屈服強(qiáng)度》690MPa，抗拉強(qiáng)度 770 940MPa，_60°C夏氏沖擊功彡46J。如前所述NV-F690超高強(qiáng)度船板鋼的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步 驟(1)將具有與所述船板鋼相同組分的連鑄板坯加熱至1150 1250°C，并進(jìn)行保 溫處理，使鋼中的合金元素充分固溶，發(fā)揮其強(qiáng)韌化作用，保證最終成品成份及性能的均勻 性。(2)坯料依次進(jìn)行再結(jié)晶區(qū)軋制(粗軋)和未再結(jié)晶區(qū)軋制(精軋)。再結(jié)晶區(qū) 軋制開軋溫度為1050 1120°C，未再結(jié)晶區(qū)開軋溫度為850 950°C，未再結(jié)晶區(qū)壓縮比 在50%以上。(3)對(duì)軋后的鋼板進(jìn)行層流冷卻，冷卻速率控制在10 20°C /s，終冷溫度控制在 350 450°C，后空冷至室溫。(4)將冷至室溫的鋼板可選擇如下四種工藝中的一種處理工藝，獲得成品船板鋼， 其力學(xué)性能可滿足挪威船級(jí)社(DNV)中所規(guī)定的F690級(jí)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。四種工藝分別為方 法①體心立方相單相區(qū)直接回火處理(T)，即TMCP+T工藝；方法②奧氏體-鐵素體兩相 區(qū)淬火(L)+處理，即TMCP+L+T工藝；方法③奧氏體區(qū)淬火(Q)+T處理，即Q+T工藝；方法 ④Q+L+T工藝。所述步驟(4)中TMCP+T工藝具體過(guò)程為將空冷至室溫的熱軋鋼板加熱到590 690°C等溫回火，保溫時(shí)間為50 70min，空冷至室溫。所述步驟(4)中TMCP+L+T工藝具體過(guò)程為將空冷至室溫的熱軋鋼板加熱至 740 790°C后保溫，保溫時(shí)間50 70min，然后水淬冷卻至室溫；再經(jīng)過(guò)540 560°C等溫 回火，保溫時(shí)間50 70min，空冷至室溫。所述步驟(4)中Q+T工藝具體過(guò)程為將空冷至室溫的熱軋鋼板加熱至890 910°C后保溫，保溫時(shí)間30 60min，然后水淬冷卻至室溫；再經(jīng)過(guò)640 660°C等溫回火， 保溫時(shí)間50 70min，空冷至室溫。所述步驟(4)中Q+L+T工藝具體過(guò)程為將空冷至室溫的熱軋鋼板加熱至890 910°C后保溫，保溫時(shí)間30 60min，然后水淬冷卻至室溫；再將鋼板加熱至740 790°C后 保溫，保溫時(shí)間50 70min，然后水淬冷卻至室溫，然后在540 560°C等溫回火，保溫時(shí)間 50 70min，空冷至室溫。 本專利技術(shù)針對(duì)目前造船業(yè)對(duì)NV-F690級(jí)超高強(qiáng)度船板鋼的需求，采用優(yōu)化后的化學(xué) 成分配比，并采取控制軋制與控制冷卻工藝(TMCP)和各種后續(xù)熱處理方法，制造出具有超 高強(qiáng)度和低溫韌性的船板鋼，該船板鋼最大厚度可達(dá)50mm。通過(guò)不同的熱處理方法，力學(xué)性 能均可滿足挪威船級(jí)社(DNV)中F690級(jí)船板鋼認(rèn)證指標(biāo)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于(1)本專利技術(shù)的NV-F690超高強(qiáng)度船板鋼具有高強(qiáng)度和良好的低溫韌性匹配，且可 以采用多種工藝路線生產(chǎn)，充分挖掘了材料的潛力。(2)本專利技術(shù)的NV-F690超高強(qiáng)度船板鋼制備方法引入軋后直接熱處理技術(shù)，省去 了中間再加熱工序，達(dá)到簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝，提高生產(chǎn)效率，改善材料力學(xué)性能的目的，在大批 量工業(yè)化生產(chǎn)時(shí)具有明顯的成本優(yōu)勢(shì)。附圖說(shuō)明圖1是實(shí)施例1中經(jīng)TMCP+T，T = 600 °C X Ih條件處理制得的NV-F690超高強(qiáng)度 船板鋼沿橫斷面的金相組織照片；圖2是實(shí)施例2中經(jīng)Q+T，T = 650°C X Ih處理制得的NV-F690超高強(qiáng)度船板鋼 沿橫斷面的金相組織照片；圖 3 是實(shí)施例 2 中經(jīng) Q+L+T，L = 750°C X lh, T = 550°C X Ih 處理制得的 NV-F690 超高強(qiáng)度船板鋼沿橫斷面的金相組織照片；圖 4 是實(shí)施例 2 中經(jīng) Q+L+T，L = 780°C X lh, T = 550°C X Ih 處理制得的 NV-F690 超高強(qiáng)度船板鋼沿橫斷面的金相組織照片；圖5是實(shí)施例3中經(jīng)TMCP+T，T = 600°C X Ih處理制得的NV-F690超高強(qiáng)度船板 鋼沿橫斷面的金相組織照片；圖6是實(shí)施例3中經(jīng)TMCP+T，T = 650°C X Ih處理制得的NV-F690超高強(qiáng)度船板 鋼沿橫斷面的金相組織照片； 圖7是實(shí)施例3中經(jīng)TMCP+T，T = 680°C X Ih處理制得的NV-F690超高強(qiáng)度船板 鋼沿橫斷面的金相組織照片；圖8是實(shí)施例3中經(jīng)TMCP+L+T，L = 785 V X lh, T = 550 V X Ih處理制得的 NV-F690超高強(qiáng)度船板鋼沿橫斷面的金相組織照片。具體實(shí)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種ＮＶ－Ｆ６９０超高強(qiáng)度船板鋼，其特征在于，所述船板鋼以Ｆｅ為基本元素，并還包括按重量百分比計(jì)的如下組分：Ｃ　０．０３～０．０５％、Ｓｉ　０．１０～０．３５％、Ｍｎ　０．５０～１．６０％、Ｎｂ　０．０２～０．０５％、Ｔｉ０．００９～０．０２％、Ｃｕ　１．００～１．７０％、Ｃｒ≤０．７０％、Ｎｉ　０．８～２．０％、Ａｌ　０．０１～０．０４％、Ｍｏ０．１～０．６％、Ｐ≤０．０２０％、Ｓ≤０．０１０％以及雜質(zhì)。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：程丙貴，劉東升，羅咪，朱浩，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：江蘇省沙鋼鋼鐵研究院有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：32[中國(guó)|江蘇]