CN112048664B - 一种正火态交货的100-120mm厚海上风电管桩用FH36钢板及其制备方法 - Google Patents

一种正火态交货的100-120mm厚海上风电管桩用FH36钢板及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112048664B
CN112048664B CN202010818865.4A CN202010818865A CN112048664B CN 112048664 B CN112048664 B CN 112048664B CN 202010818865 A CN202010818865 A CN 202010818865A CN 112048664 B CN112048664 B CN 112048664B
Authority
CN
China
Prior art keywords
steel plate
equal
rolling
percent
less
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010818865.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112048664A (zh
Inventor
刘朝霞
许晓红
刘俊
孟羽
高俊
徐光琴
韩步强
周永浩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangyin Xingcheng Special Steel Works Co Ltd
Original Assignee
Jiangyin Xingcheng Special Steel Works Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangyin Xingcheng Special Steel Works Co Ltd filed Critical Jiangyin Xingcheng Special Steel Works Co Ltd
Priority to CN202010818865.4A priority Critical patent/CN112048664B/zh
Publication of CN112048664A publication Critical patent/CN112048664A/zh
Priority to PCT/CN2021/097058 priority patent/WO2022033128A1/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112048664B publication Critical patent/CN112048664B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/26—Methods of annealing
    • C21D1/28—Normalising
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0226—Hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0242—Flattening; Dressing; Flexing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0247—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/005—Ferrite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/009—Pearlite

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

本发明涉及一种一种正火态交货的100～120mm厚海上风电管桩用FH36钢板，化学成分基于国家标准GB712和船级社规范，按重量百分比计为：C：0.11～0.13％，Si：0.15～0.50％，Mn：1.20～1.60％，P：≤0.0070％，S：≤0.0030％，Nb：0.030～0.060％，Al：0.020～0.050％，Ti：0.008～0.030％，Ni：0.40～0.80％，Cr：0.10～0.20％，Cu：0.10～0.35％，Ca:0.0005～0050％，余量为Fe。碳当量CEV≤0.49％，基体组织为先共析铁素体+针状铁素体，平均晶粒尺寸为6～15μm，在钢板芯部因连铸坯的心部偏析或产生少量带状珠光体。钢板的制备流程为：转炉‑>LF精炼‑>RH真空脱气‑>Ca处理‑>连铸‑>铸坯脱氢处理‑>加热‑>轧制‑>正火。

Description

一种正火态交货的100-120mm厚海上风电管桩用FH36钢板及 其制备方法
技术领域
本发明属于合金钢铁冶金领域，具体涉及一种正火态交货的特厚海上风电管桩用FH36钢板及其生产方法。
背景技术
海上风电异军突起，装机规模连年快速增长，尤其在我国江苏、福建、广东、山东等多个省份的海岸线。海上风电产业的发展带动了海上风机及其配套材料的技术迅速发展，风机安装从近海逐渐向浅海、向寒冷地带延伸，目前，处于中国最北的海上风机已安装到辽宁大连庄河，风机也向着更大容量发展，海上风电用钢也从常用的DH36钢向高质量等级的EH36、及更高质量等级的FH36钢发展，厚度规格也从35-80mm向更大厚度发展，目前，厚度规格已拓展到110mm。
高强度高质量等级的如FH36钢板因其应用为海上风机的管桩，需要卷制、焊接，承载单桩超1000吨以上的风机，使用潮汐、日照、极寒恶劣环境下，除需具备高强度外、还需具备良好的低温韧性、应变时效性能、焊接性能、耐腐蚀性、抗层状撕裂性等综合性能。国内生产的FH36钢主要应用在LPG、LEG船上，厚度规格一般在40mm以内，对于100mm以上厚度规格的FH36钢，国内还鲜有开发。考虑到海上风机运行的安全性，海工企业对于应用于海上风电管桩的特厚规格FH36钢板目前仍以国外进口为主。
针对高标准的正火态交货的FH36海洋工程用钢板，国内生产技术储备不足，本案发明人检索到的专利文献仅涉及FH36钢应用于LPG、LEG船上，厚度在40mm以下，尚未有公开针对海上风电管桩应用的特厚FH36钢板的生产介绍。
发明内容
本发明的目的是提供一种正火态交货的100～120mm特厚FH36钢板及其生产方法，该钢板是基于GB712和九国船级社的成分体系，钢板能够满足海上风电管桩的高强度、高冲击韧性、易卷制、易焊接的高标准要求。
本发明的技术方案为：一种正火态交货的100～120mm厚海上风电管桩用FH36钢板，钢板的化学成分是基于国家标准GB712和船级社规范，利用Al、Nb、Ti晶粒细化元素，并添加Cr、Ni、Cu等合金元素，以达到提高钢板强度及韧性，控制P、S、O、N、H的含量，提升材料的洁净度。化学成分按重量百分比计为：C：0.11～0.13％，Si：0.15～0.50％，Mn：1.20～1.60％，P：≤0.0070％，S：≤0.0030％，Nb：0.030～0.060％，Al：0.020～0.050％，Ti：0.008～0.030％，Ni：0.40～0.80％，Cr：0.10～0.20％，Cu：0.10～0.35％，Ca:0.0005～0050％，余量为Fe及不可避免的杂质元素。
钢板的碳当量CEV≤0.49％，其中碳当量CEV由熔炼分析成分采用公式(1)计算
CEV(％)＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 (1)。
优选地，钢板的化学成分按重量百分比为C：0.13％，Si：0.25％，Mn：1.50％，P：≤0.0060％，S：≤0.0020％，Nb：0.045％，Al：0.035％，Ti：0.015％，Ni：0.65％，Cr：0.15％，Cu：0.25％，Ca:0.0015％，CEV：0.47％，余量为Fe及不可避免的杂质元素。
本发明钢板元素成分中各元素的设计原理如下：
C的加入可以增加钢的淬透性，特别是中厚板生产，可以显著提高正火钢的强度，但是C含量过多不利于钢的低温冲击性能、低温应变时效性能、焊接性能以及耐蚀性能，所以本发明中碳含量控制为低碳控制，介于0.11～0.13％。
Si主要用于脱氧，虽要依据不同的冶炼方式来确定其加入量，但要获得良好的钢板性能，必须在0.15％以上，但若超过0.50％以上又会造成心部偏析以及破坏焊接性能，所以规定其上限为0.50％。
Mn在所述钢中具有推迟奥氏体向铁素体转变的作用，对细化铁素体，提高强度和韧性有利。当锰的含量较低，上述作用不显著，钢板强度和韧性偏低等。过高则又会引起连铸坯偏析、韧性差和可焊性降低，同时船级社规范要求锰含量上限为1.60％等，故本发明中考虑到合金的综合加入，规定锰含量加入量介于1.20～1.60％的范围内。
Nb的溶质拖曳作用和Nb(C,N)对奥氏体晶界的钉扎作用，均抑制形变奥氏体的再结晶，扩大奥氏体非再结晶区间，减少特厚板生产待温时间。并在冷却时形成析出物，从而使强度和韧性均得到提高，还可以提高钢的耐蚀性能，一定量的Nb含量配合其它成分设计可以形成针状铁素体，达到改善钢组织的目的。添加量小于0.030％时效果不明显，大于0.060％时韧性降低，导致连铸坯产生表面裂纹。因此，本发明规定铌含量应介于0.030～0.060％的范围内。
Al是炼钢过程中一个重要的脱氧元素，在钢中加入微量的Al，也可以有效的减少钢中的夹杂物含量，细化晶粒。但过多的Al，会促进连铸坯产生表面裂纹，产生内部铝系夹杂物，降低板坯质量，因此，全Al含量应控制在0.020～0.050％。
Ca：微量Ca处理是本发明钢种的必要处理环节。0.0005～0.0050％的Ca不仅可以降低硫化物带来的性能危害，还可以是尖锐的Al2O3夹杂变性为球性低熔点夹杂，从而减少钢板轧制过程中硬质夹杂物尖角处微裂纹的产生，提高钢板冲击韧性。
Ni是提高钢淬透性的元素，也是有效提高钢的低温韧性的最常用元素。此外，与钢中残余Cr、P复合作用，将有助于提高钢的耐腐蚀性，但是船级社规范规定上限0.80％，为了不超出船级社规范规定。故在本发明中，规定镍含量介于0.40～0.80％。
Cr、Cu：是提高钢淬透性的元素，能够抑制多边形铁素体和珠光体的形成，促进低温组织如贝氏体的转变，提高正火钢的强度。但Cr与Cu含量过高将增加碳当量CEV，影响钢的焊接性，还会影响表面质量。船级社规范要求Cr不超过0.20％，Cu不超过0.35％。故本发明中铬含量控制在0.10～0.20％、铜含量控制在0.10～0.35％。
P虽能提高耐蚀性，但会降低低温韧性和妨碍可焊性，对结构钢是不适当的，本发明因为是钢锭冶炼，规定其控制在0.0070％以下。
S形成MnS夹杂物，也会导致中心偏析，对耐蚀性也有不良影响，本发明规定在其控制在0.0030％以下。
本申请海上风电管桩用FH36钢板的制备方法，包括如下主要步骤
(1)钢水冶炼：
选用优质生铁和废钢作为冶炼原料，选择优质炼钢原辅料，原料依次经转炉冶炼、LF精炼、RH真空脱气、连铸，五大有害残余元素控制：S≤0.0030％，P≤0.0070％，H≤0.00015％，O≤0.0015％，N≤0.0050％；确保钢板成品中的夹杂物A、B、C、D类总级别在3.0级以下；
为了抑制铸坯内部疏松、偏析，钢水浇铸过热度为10～20℃，浇铸过程采用全程氩气保护，浇铸成≥360mm厚的连铸坯；入缓冷坑进行48～72小时的缓冷扩氢；缓冷后进行表面清理。
(2)轧制：
将连铸坯加热至1180～1220℃，加热时间为11～14min/cm，使钢中的合金元素充分固溶以保证最终产品的成份及性能的均匀性。钢坯出加热炉炉后经高压水除鳞，而后进行粗轧+精轧两阶段控制轧制，在轧制过程中的第1、3、5道次后仍使用高压水除鳞，粗轧的开轧温度为1050～1100℃，采用大压下量轧制，粗轧后三道单道次压下率为≥12％；精轧开轧温度860～900℃，减少轧制道次量，总轧制道次为8～16道次，精轧完成后进行ACC加速冷却，冷却返红温度为630～680。
(3)热矫：
将上述钢板在600-680℃高温下进行温矫，温矫主要对钢板头部、尾部矫直。
(4)正火热处理：
轧制后采用连续炉对钢板正火热处理，连续炉的正火温度为880～920℃，进炉至出炉时间为1.6～2.2min/mm。
本申请所涉及的钢板在厚度方向不存在明显的梯度组织，钢板基体组织为先共析铁素体+针状铁素体，平均晶粒尺寸为6～15μm，在厚度1/2处，因连铸坯中心偏析的影响，组织主要为基体组织+少量带状珠光体。钢板的屈服强度：364-394MPa，抗拉强度：510-532MPa的范围，延伸率≥27％，-60℃下厚度1/4处、1/2处夏比纵向冲击功≥113J。具备高强度、低温韧性、易卷制。由于碳当量低于CEV≤0.49％，可达到0.47％，所以，钢板具备良好的焊接性。
与现有技术相比，本发明的特点在于：
1)基于船级社规范或者GB712的碳锰钢成分体系，主要以C-Mn-Cr-Ni-Cu等淬透性元素为合金体系，增加钢板的淬透性，结合微合金元素Nb、Ti等有效析出，细化晶粒，使得钢板即使达到了100-120mm的生产厚度仍然达到FH36钢板高强度，-60℃低温韧性的要求。
2)在成分设计中添加Nb，通过Nb可以提高非再结晶温度，将精轧开轧温度下限温度提高到860℃，高温有利于减少轧制道次，缩短粗轧和精轧之间的待温时间，并利用Nb在钢板轧后冷却和正火后的空冷过程中有效析出，钉轧铁素体晶粒三角晶界、晶界、晶内来限制铁素体的快速长大，细化铁素体组织。同时，一定量的Nb提高了控轧阶段的温度区间，并促进了针状铁素体的形成，使得本钢板最终获得的基体组织为先共析铁素体+针状铁素体，达到了强韧化的目的。
3)提高Ni含量，有效地保证了钢板在-60℃的冲击性能，配合高压(≥21MPa)除磷水的使用，克服了高Ni、相对高Nb含量给低碳钢板带来的表面质量的不利作用，通过轧前除鳞、轧制前1、3、5道次除鳞，除去表面氧化皮，提高表面质量。
4)碳当量CEV≤0.49％的成分控制虽然加大了轧制难度，但是保证了钢板焊接性，使得焊接接头即使冲击温度低至-60℃，仍然达到船级社可焊性要求。
5)钢水冶炼方法具有残余元素低、钢水洁净度高的优点，特别控制钢中的氧含量，可适用于其它高标准特厚钢种的生产。
6)本发明限定了冷却返红温度为630～680℃，目的是得到钢板厚度方向上均匀细小的先共析铁素体、珠光体组织以及少量的贝氏体组织。若返红温度过低，钢板表层易形成贝氏体、马氏体等组织的激冷层，在后续正火处理后会形成上贝氏体等表层强度高、韧性差的组织。若返红温度过高或不进行ACC处理，钢板厚度1/2处及其附近先共析铁素体晶粒粗大、珠光体组织形成片层状，受组织遗传性影响，在后续正火处理后，钢板厚度1/2处及其附近铁素体晶粒依旧粗大，强度较低，韧性差。
7)钢板屈服强度、抗拉强度性能偏标准下限，窄区间控制，有利于海工制造企业钢板卷制。
附图说明
图1为本发明实施例1中钢板1/4厚度处的金相组织；
图2为本发明实施例1中钢板1/2厚度处的金相组织；
图1显示为先共析铁素体+铁状铁素体的混合组织；图2显示为先共析铁素体+铁状铁素体+少量带状珠光体组织，珠光体组织是因为连铸过程中出现的中心偏析导致。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明一种正火态交货的特厚100～120mm海上风电管桩用FH36钢板的生产工艺流程为：转炉->LF精炼->RH真空脱气->Ca处理->连铸->铸坯脱氢处理->加热->轧制->正火。
本发明实施例1-6的一种正火态交货的特厚100～120mm海上风电管桩用FH36钢板及其制备方法，包括如下步骤：
(1)冶炼：采用150吨转炉冶炼，然后送入LF炉进行精炼并经过RH真空脱气处理，破空进行Ca处理。
(2)连铸：将冶炼的钢水浇铸成360mm～450mm厚的连铸坯。浇铸温度控制在液相线以上10-20℃。浇铸过程中实施动态轻压下。
(3)铸坯扩氢处理：连铸板坯入坑缓冷扩氢，在坑时间为48-72小时。
(4)轧制：将步骤(3)所得连铸坯放入步进式加热炉，将连铸坯加热至1180～1220℃，加热时间为11～14min/cm，使钢中的合金元素充分固溶以保证最终产品的成份及性能的均匀性。钢坯出加热炉炉后经高压(≥21MPa)水除鳞，而后进行粗轧+精轧两阶段控制轧制，在轧制过程中的第1、3、5道次后仍使用高压(≥21MPa)水除鳞，粗轧的开轧温度为1050～1100℃，采用大压下量轧制，粗轧后三道单道次压下率为≥12％，待温厚度1.4～2.0倍于成品厚度；精轧开轧温度860～900℃，减少轧制道次量，总轧制道次为8～16道次，精轧完成后进行ACC加速冷却，冷却返红温度为630～680℃。
(5)热矫：将步骤(4)所得钢板在600-680℃高温下进行温矫，温矫主要对钢板头部、尾部矫直。
(6)正火：将步骤(5)所得钢板送入连续炉，正火温度为880-920℃，钢板进炉至出炉时间为1.6-2.2min/mm。
(7)对正火后的钢板进行横向拉伸、纵向冲击及金相的检测。
实施例1-6的具体成分、工艺参数见表1、表2。
各实例钢板对应的性能见表3。其中横向拉伸性能中屈服强度介于364-394MPa，抗拉强度介于510-532MPa的范围，延伸率≥27％，-60℃下厚度1/4处、1/2处夏比纵向冲击功≥113J。
钢板板形良好，避免因钢板不平度的问题导致焊接应力，使焊缝薄弱区出现裂缝，结合可靠的焊接技术上，保证海洋工程用FH36特厚钢板具有非常好的焊接性能，保证海上风电机的结构的安全，避免灾难性事故发生。钢板材质均匀，无分层，裂纹等缺陷。探伤结果满足En10160 S3E4级要求。钢板表面无气泡、结疤、裂纹、拉裂、折叠、夹杂和压入氧化铁皮。
图1、2给出了实施例典型的微观组织照片。成品钢板的微观组织为先共铁素体+铁状铁素体的混合组织，铁素体晶粒尺寸介于6-15um；钢板1/2厚度处的组织为先共铁素体+铁状铁素体的混合组织，以及少量带状珠光体组织。珠光体组织是因为连铸过程中出现的中心偏析导致。可见，通过合理的成分设计进行正火热处理，如此大厚度的钢板，组织控制优异，晶粒并没有因正火后在空气冷却中粗化。在满足钢板高强度的同时，保证了钢板-60℃低温冲击韧性。
表1实施例特厚100～120mm海上风电管桩用FH36钢板的化学成分(wt％)
Figure BDA0002633748320000061
Figure BDA0002633748320000071
表2轧制工艺控制
Figure BDA0002633748320000072
表3本发明实施例拉伸、冲击性能
Figure BDA0002633748320000073
除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种正火态交货的100～120mm厚海上风电管桩用FH36钢板的制备方法，其特征在于：钢板的化学成分基于国家标准GB712和船级社规范，按重量百分比计为：C：0.11～0.13％，Si：0.15～0.50％，Mn：1.20～1.60％，P：≤0.0070％，S：≤0.0030％，Nb：0.030～0.060％，Al：0.020～0.050％，Ti：0.008～0.030％，Ni：0.40～0.80％，Cr：0.10～0.20％，Cu：0.10～0.35％，Ca:0.0005～0.0050％，余量为Fe及不可避免的杂质元素；所述方法包括如下步骤
(1)钢水冶炼：
选用优质生铁和废钢作为冶炼原料，选择优质炼钢原辅料，原料依次经转炉冶炼、LF精炼、RH真空脱气、连铸获得连铸坯，连铸坯的厚度≥360mm，五大有害残余元素控制：S≤0.0030％，P≤0.0070％，H≤0.00015％，O≤0.0015％，N≤0.0050％；确保钢板成品中的夹杂物A、B、C、D类总级别在3.0级以下；
连铸坯入缓冷坑进行缓冷扩氢；缓冷后进行表面清理；
(2)轧制工艺：
将连铸坯加热至1180～1220℃，加热时间为11～14min/cm，使钢中的合金元素充分固溶，钢坯出炉后除鳞，而后进行粗轧+精轧两阶段控制轧制，粗轧的第1、3、5道次后分别使用高压水除鳞，粗轧的开轧温度为1050～1100℃，采用大压下量轧制，粗轧后三道单道次压下率为≥12％；精轧开轧温度860～900℃，减少轧制道次量，总轧制道次控制在8～16道次，精轧完成后进行ACC加速冷却，冷却返红温度为630～680℃；
(3)热矫：
钢板在600-680℃温度区间进行温矫，主要对钢板头部、尾部矫直；
(4)正火热处理：
轧制完成后采用连续炉对钢板正火热处理，连续炉的正火温度为880～920℃，进炉至出炉时间为1.6～2.2min/mm。
2.根据权利要求1所述的正火态交货的100～120mm厚海上风电管桩用FH36钢板的制备方法，其特征在于：所述钢板的碳当量CEV≤0.49％，其中碳当量CEV由熔炼分析成分采用公式(1)计算
CEV(％)＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 (1)。
3.根据权利要求2所述的正火态交货的100～120mm厚海上风电管桩用FH36钢板的制备方法，其特征在于：钢板的化学成分按重量百分比为C：0.13％，Si：0.25％，Mn：1.50％，P：≤0.0060％，S：≤0.0020％，Nb：0.045％，Al：0.035％，Ti：0.015％，Ni：0.65％，Cr：0.15％，Cu：0.25％，Ca:0.0015％，CEV：0.47％，余量为Fe及不可避免的杂质元素。
4.根据权利要求1所述的正火态交货的100～120mm厚海上风电管桩用FH36钢板的制备方法，其特征在于：钢板基体组织为先共析铁素体+针状铁素体，平均晶粒尺寸为6～15μm，在钢板芯部或产生少量带状珠光体。
5.根据权利要求1所述的正火态交货的100～120mm厚海上风电管桩用FH36钢板的制备方法，其特征在于：钢板的屈服强度：364-394MPa，抗拉强度：510-532MPa，延伸率≥27％，-60℃下厚度1/4处、1/2处夏比纵向冲击功≥113J。
6.根据权利要求1所述的正火态交货的100～120mm厚海上风电管桩用FH36钢板的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，为了抑制铸坯内部疏松、偏析，钢水浇铸时的过热度为10～20℃，浇铸过程采用全程氩气保护；连铸坯在缓冷坑的缓冷时间：48～72小时。
CN202010818865.4A 2020-08-14 2020-08-14 一种正火态交货的100-120mm厚海上风电管桩用FH36钢板及其制备方法 Active CN112048664B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010818865.4A CN112048664B (zh) 2020-08-14 2020-08-14 一种正火态交货的100-120mm厚海上风电管桩用FH36钢板及其制备方法
PCT/CN2021/097058 WO2022033128A1 (zh) 2020-08-14 2021-05-30 一种正火态交货的100-120mm厚海上风电管桩用FH36钢板及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010818865.4A CN112048664B (zh) 2020-08-14 2020-08-14 一种正火态交货的100-120mm厚海上风电管桩用FH36钢板及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112048664A CN112048664A (zh) 2020-12-08
CN112048664B true CN112048664B (zh) 2022-07-01

Family

ID=73600414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010818865.4A Active CN112048664B (zh) 2020-08-14 2020-08-14 一种正火态交货的100-120mm厚海上风电管桩用FH36钢板及其制备方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN112048664B (zh)
WO (1) WO2022033128A1 (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113083893A (zh) * 2021-05-10 2021-07-09 南京钢铁股份有限公司 一种高平直度管桩板dh36的生产方法
CN114134404B (zh) * 2021-05-20 2022-07-29 江阴兴澄特种钢铁有限公司 一种经济型破冰船用fh36钢板及其制备方法
CN114635074A (zh) * 2022-03-04 2022-06-17 包头钢铁（集团）有限责任公司 一种80~100mm厚风电用钢板的生产方法
CN114941100A (zh) * 2022-03-25 2022-08-26 江阴兴澄特种钢铁有限公司 一种130-155特厚低碳当量f级高强度海上风电用钢板及其制造方法
CN115029613B (zh) * 2022-05-27 2023-05-26 包头钢铁（集团）有限责任公司 一种高强耐候耐低温yq450nqr1钢的制备方法
CN115679202A (zh) * 2022-06-27 2023-02-03 宝武集团鄂城钢铁有限公司 无需热处理且具有优良z向性能的超厚钢板及其生产方法
CN116590612A (zh) * 2022-07-18 2023-08-15 柳州钢铁股份有限公司 低成本的q690钢板
CN115323140B (zh) * 2022-07-21 2024-03-19 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 一种f级特厚钢板的制备方法
CN115505852B (zh) * 2022-10-26 2023-04-07 河北普阳钢铁有限公司 一种耐蚀农机用钢材及其制造方法
CN115747641B (zh) * 2022-11-01 2024-02-27 沈阳工业大学 一种适用于高热输入焊接高效热轧结构钢板及其制造方法
CN117210770A (zh) * 2023-08-24 2023-12-12 鞍钢股份有限公司 高强度均质化铁素体特厚风电结构用钢板及其制造方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09296253A (ja) * 1996-05-02 1997-11-18 Nippon Steel Corp 低温靱性の優れた極厚高強度鋼管
JPH10158778A (ja) * 1996-12-06 1998-06-16 Sumitomo Metal Ind Ltd 靱性と溶接性に優れた高張力鋼板およびその製造方法
JP4456292B2 (ja) * 2001-03-28 2010-04-28 新日本製鐵株式会社 溶接部の疲労特性に優れた溶接構造用鋼およびその製造方法
JP3981615B2 (ja) * 2002-09-30 2007-09-26 新日本製鐵株式会社 非水冷型薄手低降伏比高張力鋼およびその製造方法
JP4579837B2 (ja) * 2006-01-25 2010-11-10 株式会社神戸製鋼所 耐食性および脆性破壊発生特性に優れた船舶用鋼材
CN102851591B (zh) * 2011-06-28 2016-01-13 鞍钢股份有限公司 一种高强高韧性船用低温钢及其制造方法
CN102392192B (zh) * 2011-11-01 2012-12-05 南京钢铁股份有限公司 一种80mm厚低压缩比海洋工程用钢板及其制造方法
CN102851623A (zh) * 2012-09-19 2013-01-02 南京钢铁股份有限公司 一种80mm厚海洋工程用F36-Z35钢板及其制造方法
CN102899569A (zh) * 2012-10-23 2013-01-30 秦皇岛首秦金属材料有限公司 一种超低温韧性优异的海上风电用宽厚钢板制造方法
CN104561831A (zh) * 2015-01-30 2015-04-29 宝山钢铁股份有限公司 一种具有高止裂性能的钢板及其制造方法
CN106521319B (zh) * 2016-11-26 2018-08-31 江阴兴澄特种钢铁有限公司 一种海上风电管桩用特厚eh36钢及其制备方法
CN111155028B (zh) * 2019-12-26 2021-05-04 张家港宏昌钢板有限公司 一种正火dh36风电用钢板及其制备方法
CN111455255B (zh) * 2020-03-30 2022-05-06 江阴兴澄特种钢铁有限公司 一种80-100mm特厚海上风电用EH36钢的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022033128A1 (zh) 2022-02-17
CN112048664A (zh) 2020-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112048664B (zh) 一种正火态交货的100-120mm厚海上风电管桩用FH36钢板及其制备方法
CN111455255B (zh) 一种80-100mm特厚海上风电用EH36钢的制备方法
CN102851591B (zh) 一种高强高韧性船用低温钢及其制造方法
CN109182919B (zh) 一种多相组织高韧性船板钢eh47的生产方法
CN110295320B (zh) 一种lf-rh精炼工艺生产的大壁厚x52ms抗酸管线钢板及其制造方法
WO2017206418A1 (zh) 一种正火态交货的 180 ～ 200mm 厚 EH36 钢板及其制备方法
CN113249641B (zh) 一种100～120mm Q460D特厚高强钢及其制备方法
CN113549828B (zh) 一种低屈强比超高强海工钢及其制造方法
WO2022022066A1 (zh) 一种极地海洋工程用钢板及其制备方法
CN110306111A (zh) 一种厚规格钢板及其制造方法
CN111926259B (zh) 一种大线能量焊接用低合金钢及其制备方法
CN111286676A (zh) 一种高止裂性船用钢板的生产方法
CN108070789B (zh) 屈服强度不小于480MPa级超细晶特厚钢及制备方法
CN112251672B (zh) 焊接性能优良的低屈强比eh690钢板及其制造方法
WO2023097979A1 (zh) 一种耐腐蚀大线能量焊接海洋工程用高强度钢板及其制备方法
CN108085592B (zh) 一种小于等于100mm厚的屈服强度390MPa级船板钢及制备方法
CN109423572B (zh) 高止裂、抗应变时效脆化特性的耐海水腐蚀钢板及其制造方法
CN104073731A (zh) 一种采用直接淬火工艺的超高强船板及其生产方法
CN110791711A (zh) 一种特厚vl e460级别调质型高强船板生产方法
CN114369764A (zh) 一种屈服强度460MPa级高性能厚重热轧H型钢及其生产方法
CN110629001A (zh) 一种特厚管线钢用钢板的制造方法
CN111676424B (zh) 一种大单重特厚海上风电用钢及其生产方法
CN110952040B (zh) EH460级150-200mm特厚钢板的生产方法
CN111809117B (zh) 一种高断裂韧性低时效敏感性海上风电用钢及其生产方法
CN115505842B (zh) 一种低温服役环境高止裂韧性船舶及海洋工程用结构钢及其生产方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant