一種高強度優良低溫韌性鋼板及其制造方法技術

本發明專利技術公開了一種高強度優良低溫韌性鋼板，其化學元素質量百分配比為：0.03%≤C≤0.18%,0.20%≤Si≤0.30%,0.50%≤Mn≤1.10%，0.010%≤Ti≤0.030%，0.02%≤Cr≤1.15%,0.01%≤Mo≤0.80%,0.05%≤Ni≤1.40%，0.010%≤Nb≤0.040%，0.0001%≤V≤0.0650%,0.025%≤Al≤0.050%，0.001%≤Ca≤0.004%，0.0001%≤B≤0.0025%，余量為Fe和其他不可避免的雜質。本發明專利技術還公開了該高強度優良低溫韌性鋼板的制造方法，包括步驟有：（1）冶煉；（2）爐外精煉；（3）連鑄；（4）板坯加熱；（5）軋制；（6）熱處理。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種鋼板及其制造方法，尤其涉及一種低合金調質鋼板及其制造方法。
技術介紹
近年來，世界經 濟的快速發展加劇了全球能源的急劇消耗，石油、天然氣等能源的開采從陸地逐漸向近海、深海延伸，作為近海能源開發的必要裝置一自升式鉆井平臺得到了相應的發展，同時，也促進了海洋平臺用鋼的不斷進步。海洋平臺用鋼是在船體結構用鋼的基礎上發展起來的，最初建造的海洋鋼質平臺采用的都是船體結構鋼。隨著科學技術的進步和開發海洋事業的蓬勃發展，海洋平臺建造的數量和類型在不斷增加；與此同時，海洋能源開采也由淺海向深海發展，由溫暖海域向低溫海域拓展；因此，多數海洋平臺都會經受各種氣候條件的考驗和大風大浪的襲擊，并且遭受海水的嚴重腐蝕，其工作條件非常苛刻。此外，海洋平臺向大型化發展的趨勢也逐漸明顯，通常大型化海洋平臺的結構復雜，焊接工作量大，應力集中程度高。目前，常采用大型自升式海洋平臺進行近海石油和天然氣資源的勘探和開發，平臺主體通過樁腿來支撐，樁腿多為三角桁架式，在樁腿結構的三角處設有帶齒條的主弦管，各主弦管之間通過支撐管進行連接，主弦管包括兩相對的半圓板和齒條板，故對于自升式鉆井平臺樁腿用半圓板的需求量在近年來呈逐年上升的趨勢。公布號為CN101709432A，公布日為2010年5月19日，名稱為“大厚度調質型海洋平臺用鋼及其生產方法”的中國專利文獻公開了一種大厚度調質型海洋平臺用鋼。該種鋼的化學成分質量百分比為，c:0.16% 0.18%, S1:0.15% 0.35%, Mn: 1.10% 1.15%,P: ^ 0.015%, S: ^ 0.005%, N1: 1.30% L 40%, Cr: 1.20% L 30%, Cu:0.05% 0.10%,Mo:0.45% 0.55%,Nb:0.03% 0.04%,T1:0.020% 0.025%,V:0.05% 0.06%,Al:0.02% 0.04%,B:0.0014% 0.0023%，其余為Fe和不可避免雜質，經冶煉、澆鑄、加熱、軋制、調質處理，最后切割制得成品鋼板。公開號為JP2012046808A，公開日為2012年3月8日，名稱為“一種在焊接部分具有優良低溫韌性的高強度厚鋼板及其制造方法”的日本專利文獻涉及了一種適用于大型構件物的用鋼材料。該鋼板的化學成分質量百分含量為，c:0.02% 0.05%，S1: ^ 0.3%，Mn:0.5% 3.0%, P:彡 0.015%, S:彡 0.005%, Cr:彡 3.0%, N1:0.5% 5.0%, Mo: ^ 1.0%,Cu ( 0.5%, V^0.2%, Al: 0.01% 0.08%, Nb: ( 0.1%，Β:0.0003% 0.003%, Ca: 0.0005% 0.003%, N: ( 0.007%,以及REM:0.0003% 0.003%，其余為Fe和不可避免的雜質。公開號為W02009125820A1，公開日為2009年10月15日，名稱為“一種具有優良低溫韌性的780MPa級高強度鋼板及其制造方法”的國際專利文獻提供了一種低溫韌性優良、強度級別較高的鋼板。該種鋼板中各化學成分的質量百分含量為，C:0.06 0.15%, Si:0.05 0.35%, Mn:0.60 2.0%, P: ^ 0.015%, S: ^ 0.015%, Cu:0.1 0.5%, Ni:0.1 1.5%,Cr:0.05 0.8%,Mo:0.05 0.6%,Nb S 0.005%, V:0.005 0.060%,T1:彡 0.003%,Al:0.02 0.10%, B:0.0005 0.003%, N:0.002 0.006%，余量為 Fe 和其他不可避免的雜質。由于海洋平臺工作區域水深的不斷增加且服役工作環境日益苛刻，對于自升式海洋平臺樁腿半圓板的鋼板性能要求也日趨嚴格，需要一種具備優良低溫韌性的強度高且厚度大的合金鋼板。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供，該鋼板具有較高的強度，較大的厚度，優良的低溫沖擊韌性，可焊接性和耐腐蝕性，以及良好的塑形性和Z向性能，以適應在低溫且含腐蝕物質的環境下長時間工作服役。為了實現上述目的，本專利技術提出了一種高強度優良低溫韌性鋼板，化學元素質量百分配比為:0.03% ≤ C ≤ 0.18%, 0.20% ≤ Si ≤ 0.30%, 0.50% ≤ Mn ^ 1.10%,0.010%≤ Ti ≤ 0.030%, 0.02% ^ Cr ^ 1.15%, 0.01% ≤ Mo ≤ 0.80%, 0.05% ≤ Ni ≤ 1.40%,0.010% ^ Nb ^ 0.040%, 0.0001% ≤ V ≤ 0.0650%, 0.025% ≤ Al ≤ 0.050%, 0.001% ≤ Ca ≤ 0.004%，0.0001% ^ B ^ 0.0025%，余量為Fe和其他不可避免的雜質。進一步地，上述高強度優良低溫韌性鋼板的微觀組織為回火索氏體。本專利技術技術方案中的高強度優良低溫韌性鋼板在含碳量較低的基礎上，通過添加適量的Mn、Cr、N1、Mo、Nb、V、T1、B等金屬元素進行合金化處理,不添加Cu及稀土金屬,利用Mn、Nb等元素的固溶強化和晶粒細化作用來提高鋼板的強度和韌性，同時，利用Mo、Cr、B等元素的淬透性和淬硬性，并結合相應的回火熱處理工藝，進一步保證了鋼板的強度及韌性等綜合力學性能。本專利技術所述的高強度優良低溫韌性鋼板中各化學元素的設計原理如下:C:碳是最基本的強化元素。碳能溶解在鋼中形成間隙固溶體從而起到固溶強化的作用，并能與強碳化物形成元素形成碳化物析出以起到沉淀強化的作用，并且碳還能夠提高鋼的淬透性。不過太高的碳含量不僅會對鋼的延性、韌性和焊接性產生不利影響，還會降低Nb、V等微合金化元素的固溶程度進而影響析出強化效果，同時還會弱化B的淬透性效果；反之，太低的碳含量，會減少熱處理后的Nb、V、Ti等微合金元素的碳化物的含量，從而導致其析出強化效果不明顯，進而降低鋼的強度。因此，在本專利技術中的碳含量應控制在0.03% 0.18wt.%。S1:硅主要是以固溶強化形式提高鋼的強度，同時也是鋼中的脫氧元素，但含量過高會惡化鋼材的焊接性能，因此，在本專利技術中，硅含量應控制在0.20% 0.30wt.%。Mn:錳是低合金高強度鋼種最基本的合金元素，其通過固溶強化來提高鋼的強度，以補償鋼板中因碳含量的降低而造成的強度損失。錳還是用來擴大Y相區的元素，它可以降低鋼的Y — α相變溫度，有助于獲得細小的相變產物以提高鋼板的韌性。錳也能夠提高鋼的淬透性，但是這樣也會增加淬火過程開裂的傾向性。當錳含量過高時，易在較厚的鋼板中心位置產生偏析而降低鋼板中心部位的低溫韌性。因此，本專利技術的鋼板中的錳含量為0.50% 1.1Owt.%。T1:鈦是較強的固氮元素。Ti/N的化學計量比為3.42，在板坯連鑄時可形成細小的高溫穩定的TiN析出相。細小的TiN粒子可有效地阻礙板坯再加熱時的奧氏體晶粒的繼續長大，有助于提高鈮在奧氏體中的固溶度。適量的Ti含量，有助于特厚鋼板在鋼中形成穩定的TiN粒子從而在焊接時起到抑制熱影響區晶粒長大的作用，以改善焊接熱影響區的沖擊韌性。本專利技術中的鈦含量限定為0本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高強度優良低溫韌性鋼板，其特征在于，其化學元素質量百分配比為：0.03%≤C≤0.18%,0.20%≤Si≤0.30%,0.50%≤Mn≤1.10%，0.010%≤Ti≤0.030%，0.02%≤Cr≤1.15%,0.01%≤Mo≤0.80%,0.05%≤Ni≤1.40%，0.010%≤Nb≤0.040%，0.0001%≤V≤0.0650%,0.025%≤Al≤0.050%,0.001%≤Ca≤0.004%,0.0001%≤B≤0.0025%，余量為Fe和其他不可避免的雜質。

【技術特征摘要】
1.一種高強度優良低溫韌性鋼板，其特征在于，其化學元素質量百分配比為: 0.03% ≤ C ≤ 0.18%, 0.20% ≤Si ≤0.30%, 0.50% Mn ≤ 1.10%, 0.010%≤ Ti ≤ 0.030%,0.02% ≤Cr ≤1.15%, 0.01% ≤ Mo ≤ 0.80%, 0.05% ≤ Ni ≤ 1.40%, 0.010% ≤ Nb ≤ 0.040%,0.0001% ≤V ≤0.0650%, 0.025% ≤ Al ≤ 0.050%, 0.001% ≤ Ca ≤ 0.004%, 0.0001% (B^0.0025%，余量為Fe和其他不可避免的雜質。2.如權利要求1所述的高強度優良低溫韌性鋼板，其特征在于，其微觀組織為回火索氏體。3.如權利要求1或2所述的高強度優良低溫韌性鋼板的制造方法，其特征在于，包括下列步驟: (1)冶煉； (2)爐外精煉; (3)連鑄； (4)板坯加熱； (5)軋制； (6)熱處理。4.如權利要求3所述的高強度優良低溫韌性鋼板的制造方法，其特征在于，在步驟(4)中，將板坯加熱至1050 1200°C。5.如權利要求3所述的高強度優良低溫韌性鋼板的制造方法，其特征在于，在步驟(5)中，終軋溫度為880 980°C。6.如權利要求3所述的高強度優良低溫韌性鋼板的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李冰，高珊，
申請(專利權)人：寶山鋼鐵股份有限公司，
類型：發明
國別省市：