CN104532147A

CN104532147A - 固定海上平台用s460g2+qt钢板及其生产方法

Info

Publication number: CN104532147A
Application number: CN201410813135.XA
Authority: CN
Inventors: 罗应明; 刘利香; 林明新; 王九清; 庞辉勇; 吴涛; 尚建雄; 车金锋; 肖春江; 赵喜伟; 张东方
Original assignee: Wuyang Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Wuyang Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2014-12-24
Filing date: 2014-12-24
Publication date: 2015-04-22
Anticipated expiration: 2034-12-24
Also published as: CN104532147B

Abstract

本发明公开了一种固定海上平台用S460G2+QT钢板及其生产方法，其包括冶炼、连铸、加热、轧制、冷却、淬火和回火工序，所述连铸工序所得连铸坯化学成分的质量百分比为：C 0.08%～0.10%，Si 0.20%～0.50%，Mn 1.40%～1.50%，P≤0.015%，S≤0.005%，Cr 0.15%～0.20%，Mo≤0.25%，Ni 0.30%～0.35%，Al 0.020%～0.045%，Cu≤0.10%，N≤0.008%，Nb 0.035%～0.040%，Ti≤0.025%，V 0.040%～0.050%，其余为Fe和不可避免的残余元素以及杂质。本方法用低成本的化学成分和耗能耗时少的淬火回火工艺生产出高强度，高韧性，且抗疲劳、抗层状撕裂、可焊接性能优良的S460G2+QT钢板。

Description

固定海上平台用S460G2+QT钢板及其生产方法

技术领域

本发明属于炼钢生产技术领域，尤其是一种固定海上平台用S460G2+QT钢板及其生产方法。

背景技术

随着我国国力的增强，大型海洋采油平台得到迅速发展，“十二五”期间，近海深水油田开采成为我国海上油田的重点发展方向。海洋平台是在海洋上进行作业的特殊场所，海洋平台服役期比船舶类高50%，采用得钢板必须具有高强度、高韧性、抗疲劳、抗层状撕裂、良好的焊接性及耐海水腐蚀等。S460G2+QT是EN10225-2009《固定海上结构可焊接结构钢技术供货条件》中规定的最高级别钢种。与普通460MPa级别钢板相比，S460G2+QT钢板化学成分的要求更严格，冲击韧性和抗层状撕裂性能等要求更高，且还要求模拟焊后性能。若按照以往的方法生产S460G2+QT钢板，碳当量Ceq和裂纹敏感系数Pcm值会超出标准要求；且由于合金加入量大，生产成本较高；再者以往轧制和后续热处理方法会造成钢板低温韧性等性能会达不到标准要求。因此本申请中的S460G2+QT钢板在成分设计和后续轧制热处理工艺上做了改动。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种低成本、高性能的固定海上平台用S460G2+QT钢板；本发明还提供了一种固定海上平台用S460G2+QT钢板的生产方法。

为解决上述技术问题，本发明冶炼和连铸得到的化学成分的质量百分比为：C 0.08%～0.10%，Si 0.20%～0.50%，Mn 1.40%～1.50%，P≤0.015%，S≤0.005%，Cr 0.15%～0.20%，Mo≤0.25%，Ni 0.30%～0.35%，Al 0.020%～0.045%，Cu≤0.10%，N≤0.008%，Nb 0.035%～0.040%，Ti≤0.025%，V 0.040%～0.050%，其余为Fe和不可避免的残余元素以及杂质。

本发明所述钢板的最大厚度为80mm。

本发明方法包括冶炼、连铸、加热、轧制、冷却、淬火和回火工序，所述连铸工序所得连铸坯化学成分如上所述。

本发明方法所述淬火工序：淬火温度890℃～910℃，总加热时间为2min/mm～2.5min/mm钢板厚度。

本发明方法所述回火工序：所述回火工序：回火温度580℃～600℃，总加热时间2min/mm～3.5min/mm钢板厚度，回火后空冷。

本发明方法所述加热工序：连铸坯在连续式加热炉内加热，最高加热温度为1240±10℃，均热温度1200℃～1220℃，总加热时间240min～400min。

本发明方法所述轧制工序：采用II型控轧工艺；第一阶段轧制温度为1000℃～1100℃；第二阶段轧制温度为880℃～760℃，终轧温度790℃～810℃，累计压下率为73%～88%。

本发明方法所述冷却工序：轧制工序所得半成品钢板采用堆垛冷却，堆垛冷却总时间为24小时及以上。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：（1）本发明的化学成分中C 0.08%～0.10%、Cr 0.15%～0.20%、Ni 0.30%～0.35%、Mo≤0.25%，低碳低合金含量使钢板碳当量Ceq和Pcm值更容易满足标准要求；碳含量使钢板可焊接性能优良；低合金含量使钢板成本降低。

（2）本发明方法淬火温度890℃～910℃，根据不同钢板厚度制定不同温度淬火的时间，使钢板晶粒细小组织均匀、强韧性匹配好，性能优良。

（3）本发明方法采用回火时间为2min/mm～3.5min/mm钢板厚度的短时回火工艺，耗能耗时少，降低了生产成本。

综上所述，本方法生产出的S460G2+QT钢板强度高、韧性高，且抗疲劳、抗层状撕裂、可焊接性能优良。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例1：本固定海上平台用S460G2+QT钢板采用下述工艺方法生产而成。

（1）冶炼：采用电弧炉冶炼，之后送入LF精炼炉精炼并调整成分，总精炼时间55min，然后转入真空脱气炉真空处理，真空保持时间15min。

（2）连铸：冶炼后的钢水进行连铸，液相线温度Tll=1519.6℃，过热度控制在20℃±5℃，得到330mm厚连铸坯；其化学成分（按重量百分比）为：C 0.09%，Si 0.29%，Mn 1.50%，P 0.015%，S 0.002%，Cr 0.20%，Mo 0.01%，Ni 0.35%，Al 0.044%，Cu 0.01%，N 0.0042%，Nb 0.040%，Ti 0.002%，V 0.050%，其余为Fe和不可避免的残余元素以及杂质。

（3）加热：所述连铸坯在连续式加热炉内加热，最高加热温度为1240℃，均热温度1200℃～1220℃，总加热（保温）时间400min。

（4）轧制：采用II型控轧工艺，分为两个阶段进行轧制，第一阶段为奥氏体再结晶阶段，轧制温度为1100℃，晾钢厚度130mm；第二阶段为奥氏体未再结晶阶段，轧制温度为860℃，终轧温度795℃，累计压下率为76%；轧制后得到半成品钢板。

（5）冷却：半成品钢板采用堆垛冷却，堆垛温度大于380℃，堆垛冷却总时间为24小时。

（6）淬火：淬火温度：910℃，总加热（保温）时间：2min/mm钢板厚度（即按每mm钢板厚度加热2min计算），水淬至室温，水温要求≤30℃。

（7）回火：回火温度：580℃，总加热时间：2min/mm钢板厚度（即按每mm钢板厚度加热2min计算），回火后空冷。

本实施例所得S460G2+QT钢板的厚度为80mm，力学性能为：屈服强度470MPa，抗拉强度586MPa，延伸率25.0%；表面下2mm处-40℃横向冲击功：266J、227J、171J；板厚1/2处-40℃横向冲击功：218J、198J、296J；厚度方向拉伸性能：40.0%、60.5%、59.0%；表面下2mm处应变后-40℃横向冲击功：299J、261J、267J；表面下2mm处应变加时效后-40℃横向冲击功：299J、292J、240J；

模拟焊后力学性能：屈服强度511MPa，抗拉强度598MPa，延伸率20.0%，表面下2mm处-40℃横向冲击功：299J、299J、299J；板厚1/2处-40℃横向冲击功：162J、170J、141J。

实施例2：本固定海上平台用S460G2+QT钢板采用下述工艺方法生产而成。

（2）连铸：冶炼后的钢水进行连铸，液相线温度Tll=1519.6℃，过热度控制在20℃±5℃，得到330mm厚连铸坯；其化学成分（按重量百分比）为：C 0.10%，Si 0.29%，Mn 1.40%，P 0.014%，S 0.002%，Cr 0.15%，Mo 0.01%，Ni 0.35%，Al 0.025%，Cu 0.01%，N 0.0035%，Nb 0.040%，Ti 0.002%，V 0.050%，其余为Fe和不可避免的残余元素以及杂质。

（4）轧制：采用II型控轧工艺，分为两个阶段进行轧制，第一阶段为奥氏体再结晶阶段，轧制温度为1100℃，晾钢厚度130mm；第二阶段为奥氏体未再结晶阶段，轧制温度为860℃，终轧温度810℃，累计压下率为82%；轧制后得到半成品钢板。

（6）淬火：淬火温度：905℃，总加热时间：2min/mm，水淬至室温，水温要求≤30℃。

（7）回火：回火温度：585℃，总加热时间：2.2min/mm，回火后空冷。

本实施例所得S460G2+QT钢板的厚度为60mm，力学性能为：屈服强度480MPa，抗拉强度600MPa，延伸率25.0%；表面下2mm处-40℃横向冲击功：276J、255J、199J；板厚1/2处-40℃横向冲击功：232J、177J、286J；厚度方向拉伸性能：45.0%、63.5%、56.5%；表面下2mm处应变后-40℃横向冲击功：289J、256J、288J；表面下2mm处应变加时效后-40℃横向冲击功：288J、299J、266J；

模拟焊后力学性能：屈服强度510MPa，抗拉强度610MPa，延伸率22.0%，表面下2mm处-40℃横向冲击功：288J、273J、289J；板厚1/2处-40℃横向冲击功：157J、163J、138J。

实施例3：本固定海上平台用S460G2+QT钢板采用下述工艺方法生产而成。

（2）连铸：冶炼后的钢水进行连铸，液相线温度Tll=1520.8℃，过热度控制在20℃±5℃，得到330mm厚连铸坯；其化学成分（按重量百分比）为：C 0.08%，Si 0.31%，Mn 1.40%，P 0.013%，S 0.002%，Cr 0.15%，Mo 0.01%，Ni 0.30%，Al 0.035%，Cu 0.02%，N 0.0061%，Nb 0.040%，Ti 0.001%，V 0.050%，其余为Fe和不可避免的残余元素以及杂质。

（3）加热：所述连铸坯在连续式加热炉内加热，最高加热温度为1230℃，均热温度1200℃～1220℃，总加热时间400min。

（4）轧制：采用II型控轧工艺，分为两个阶段进行轧制，第一阶段为奥氏体再结晶阶段，轧制温度为1050℃，晾钢厚度130mm；第二阶段为奥氏体未再结晶阶段，轧制温度为850℃，终轧温度810℃，累计压下率为88%；轧制后得到半成品钢板。

（5）冷却：半成品钢板采用堆垛冷却，堆垛温度大于380℃，堆垛冷却总时间为25小时。

（6）淬火：淬火温度：900℃，总加热时间：2.3min/mm，水淬至室温，水温要求≤30℃。

（7）回火：回火温度：590℃，总加热时间：2.8min/mm，回火后空冷。

本实施例所得S460G2+QT钢板的厚度为38mm，力学性能为：屈服强度518MPa，抗拉强度600MPa，延伸率26.0%；表面下2mm处-40℃横向冲击功：299J、299J、283J；厚度方向拉伸性能：68.5%、70.0%、69.0%；表面下2mm处应变后-40℃横向冲击功：299J、299J、259J；表面下2mm处应变加时效后-40℃横向冲击功：288J、299J、299J。

实施例4：本固定海上平台用S460G2+QT钢板采用下述工艺方法生产而成。

（2）连铸：冶炼后的钢水进行连铸，液相线温度Tll=1520.8℃，过热度控制在20℃±5℃，得到200mm厚连铸坯；其化学成分（按重量百分比）为：C 0.08%，Si 0.31%，Mn 1.40%，P 0.012%，S 0.001%，Cr 0.15%，Mo 0.01%，Ni 0.30%，Al 0.028%，Cu 0.02%，N 0.0056%，Nb 0.035%，Ti 0.001%，V 0.040%，其余为Fe和不可避免的残余元素以及杂质。

（3）加热：所述连铸坯在连续式加热炉内加热，最高加热温度为1230℃，均热温度1200℃～1220℃，总加热时间240min。

（4）轧制：采用II型控轧工艺，分为两个阶段进行轧制，第一阶段为奥氏体再结晶阶段，轧制温度为1050℃，晾钢厚度80mm；第二阶段为奥氏体未再结晶阶段，轧制温度为860℃，终轧温度820℃，累计压下率为87.5%；轧制后得到半成品钢板。

（6）淬火：淬火温度：895℃±5℃，总加热时间：2.5min/mm，水淬至室温，水温要求≤30℃。

（7）回火：回火温度：595℃，总加热时间：3.0min/mm，回火后空冷。

本实施例所得S460G2+QT钢板的厚度为25mm，力学性能为：屈服强度520MPa，抗拉强度620MPa，延伸率25.0%；表面下2mm处-40℃横向冲击功：299J、299J、275J；厚度方向拉伸性能：50.5%、60.0%、59.0%；表面下2mm处应变后-40℃横向冲击功：299J、280J、269J；表面下2mm处应变加时效后-40℃横向冲击功：258J、278J、299J。

实施例5：本固定海上平台用S460G2+QT钢板采用下述工艺方法生产而成。

（2）连铸：冶炼后的钢水进行连铸，液相线温度Tll=1520.8℃，过热度控制在20℃±5℃，得到200mm厚连铸坯；其化学成分（按重量百分比）为：C 0.08%，Si 0.28%，Mn 1.40%，P 0.012%，S 0.001%，Cr 0.15%，Mo 0.01%，Ni 0.30%，Al 0.020%，Cu 0.02%，N 0.0035%，Nb 0.035%，Ti 0.001%，V 0.040%，其余为Fe和不可避免的残余元素以及杂质。

（4）轧制：采用II型控轧工艺，分为两个阶段进行轧制，第一阶段为奥氏体再结晶阶段，轧制温度为1050℃，晾钢厚度80mm；第二阶段为奥氏体未再结晶阶段，轧制温度为860℃，终轧温度800℃，累计压下率为92.5%；轧制后得到半成品钢板。

（6）淬火：淬火温度：890℃±5℃，总加热时间：2.5min/mm，水淬至室温，水温要求≤30℃。

（7）回火：回火温度：600℃，总加热时间：3.5min/mm，回火后空冷。

本实施例所得S460G2+QT钢板的厚度为15mm，力学性能为：屈服强度534MPa，抗拉强度655MPa，延伸率24.0%；表面下2mm处-40℃横向冲击功：299J、299J、299J；表面下2mm处应变后-40℃横向冲击功：299J、289J、280J；表面下2mm处应变加时效后-40℃横向冲击功：299J、278J、299J。

Claims

1.一种固定海上平台用S460G2+QT钢板，其特征在于，其冶炼和连铸得到的化学成分的质量百分比为：C 0.08%～0.10%，Si 0.20%～0.50%，Mn 1.40%～1.50%，P≤0.015%，S≤0.005%，Cr 0.15%～0.20%，Mo≤0.25%，Ni 0.30%～0.35%，Al 0.020%～0.045%，Cu≤0.10%，N≤0.008%，Nb 0.035%～0.040%，Ti≤0.025%，V 0.040%～0.050%，其余为Fe和不可避免的残余元素以及杂质。

2.根据权利要求1所述的固定海上平台用S460G2+QT钢板，其特征在于：所述钢板的最大厚度为80mm。

3.一种固定海上平台用S460G2+QT钢板的生产方法，其包括冶炼、连铸、加热、轧制、冷却、淬火和回火工序，其特征在于，所述连铸工序所得连铸坯化学成分的质量百分比为：C 0.08%～0.10%，Si 0.20%～0.50%，Mn 1.40%～1.50%，P≤0.015%，S≤0.005%，Cr 0.15%～0.20%，Mo≤0.25%，Ni 0.30%～0.35%，Al 0.020%～0.045%，Cu≤0.10%，N≤0.008%，Nb 0.035%～0.040%，Ti≤0.025%，V 0.040%～0.050%，其余为Fe和不可避免的残余元素以及杂质。

4.根据权利要求1所述的固定海上平台用S460G2+QT钢板的生产方法，其特征在于，所述淬火工序：淬火温度890℃～910℃，总加热时间为2min/mm～2.5min/mm钢板厚度。

5.根据权利要求1所述的固定海上平台用S460G2+QT钢板的生产方法，其特征在于，所述回火工序：回火温度580℃～600℃，总加热时间2min/mm～3.5min/mm钢板厚度，回火后空冷。

6.根据权利要求1所述的固定海上平台用S460G2+QT钢板的生产方法，其特征在于，所述加热工序：连铸坯在连续式加热炉内加热，最高加热温度为1240±10℃，总加热时间240min～400min。

7.根据权利要求1所述的固定海上平台用S460G2+QT钢板的生产方法，其特征在于，所述轧制工序：采用II型控轧工艺；第一阶段轧制温度为1000℃～1100℃；第二阶段轧制温度为880℃～760℃，累计压下率为73%～88%。

8.根据权利要求3－7任意一项所述的固定海上平台用S460G2+QT钢板的生产方法，其特征在于，所述冷却工序：轧制工序所得半成品钢板采用堆垛冷却，堆垛冷却总时间为24小时及以上。