CN105220068A - 一种特厚海洋工程用钢及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种特厚海洋工程用钢及其制备方法,通过钒和铌合金化的成份设计,炼钢工艺中铁水脱硫预处理后硫含量控制在S≤0.003%;转炉冶炼中控制P含量≤0.009%;LF精炼中进行脱硫脱氧及合金成分调整,RH精炼抽真空处理控制气体H含量≤0.0003%,连铸控制中包温度在液相线+10~25℃;轧制工艺采用控轧控冷技术,连铸坯的加热温度为1150-1220℃,对奥氏体再结晶区和未再结晶区轧制,粗轧道次大压下量破碎奥氏体晶粒,粗轧终轧温度控制在980~1100℃,精轧开轧温度≤840℃;轧后控制冷却,返红温度为600~750℃,随后空冷;最后将钢板经抛丸后入炉进行热处理,升温速率1.5min/mm,保温温度890-930℃,保温时间20-40min;具有优异的低温韧性、抗疲劳及焊接性能;且制造方法简便,性能质量稳定。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢及其制备方法,尤其涉及一种特厚海洋工程用钢及其制备方法,属于金属冶炼技术领域。
背景技术
由于海洋平台服役环境十分恶劣,除承受重力载荷外,还受到海浪、潮流、台风、季风、温差等海洋环境的影响,这就需要海洋平台用钢具有良好的强度和韧性匹配。近年来为确保海洋平台用钢制造和运行安全,对特厚钢力学性能要求严格。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,克服现有技术的缺点,提供一种特厚海洋工程用钢,制造方法简便,性能质量稳定,具有优异的低温韧性、抗疲劳及焊接性能。
为了解决以上技术问题,本发明提供一种特厚海洋工程用钢,按重量百分比包括以下组分:C:0.12~0.14,Si:0.20~0.40,Mn:1.45~1.55,P:≤0.010,S:≤0.005,Nb:0.040~0.050,V:0.045~0.055,Alt:0.020~0.045,Ni:0.30~0.40,其余为Fe及不可避免的杂质。
本发明进一步限定的技术方案是:一种用于生产特厚海洋工程用钢的制备方法,其特征在于,包括炼钢工艺、轧制工艺和热处理工艺,
(1)炼钢工艺中包括铁水脱硫预处理、转炉冶炼、LF精炼和RH精炼,其中,
铁水脱硫预处理后硫含量控制在S≤0.003%;
转炉冶炼中控制P含量≤0.009%;
LF精炼中进行脱硫脱氧及合金成分调整,RH精炼抽真空处理控制气体H含量≤0.0003%,连铸控制中包温度在液相线+10~25℃;
(2)轧制工艺采用控轧控冷技术,连铸坯的加热温度为1150-1220℃,在奥氏体再结晶区和未再结晶区轧制,粗轧道次大压下量破碎奥氏体晶粒,粗轧终轧温度控制在980~1100℃,精轧开轧温度≤840℃;轧后控制冷却,返红温度为600~750℃,随后空冷;
(3)热处理工艺:钢板经抛丸后入炉,升温速率1.5min/mm,保温温度890-930℃,保温时间20-40min。
进一步的,钢的屈服强度≥355MPa,抗拉强度满足490-630MPa,延伸率≥21%,-40℃表面和芯部冲击功≥50J;-40℃的断裂韧性CTOD值≥0.15mm。
本发明的有益效果是:通过钒和铌合金化的成份配比,配合合理的控轧、控冷及热处理工艺生产特厚低温海洋工程用钢,所得钢材的屈服度和强度匹配合理,低温冲击性能稳定。避免了特厚海洋工程钢板在低温下冲击性能的波动,制造方法简便,能满足目前对厚规格海洋平台用钢的需求。
附图说明
图1为本发明板坯表面金相组织。
图2为本发明板坯1/4厚度处金相组织。
图3为本发明板坯1/2厚度处金相组织。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的一种特厚海洋工程用钢及其制备方法,按重量百分比包括以下组分:C:0.13,Si:0.35,Mn:1.50,P:0.007,S:0.003,Nb:0.045,V:0.050,Alt:0.035,Ni:0.35,其余为Fe及不可避免的杂质,连铸厚度为320mm坯料。
本实施例的制备过程采用铁水脱硫预处理→转炉冶炼→LF精炼→RH精炼→连铸→铸坯堆垛缓冷→铸坯检验→铸坯判定→铸坯验收→铸坯加热→除鳞→轧制→冷却→(探伤)→切割→正火→取样→喷印标识→检验→入库。
将配料进行铁水脱硫预处理,使其中包含的S含量至≤0.004%,转炉冶炼中控制P含量为≤0.009%,LF精炼进行脱硫脱氧及合金成分调整,LF结束后到RH真空处理,高真空度(≤3mbar)保持时间≥18分钟,RH精炼抽真空处理控制气体H含量25ppm,连铸控制中包温度在液相线1520℃。
轧制工艺采用控轧控冷技术,连铸坯的加热温度为1180℃,在奥氏体再结晶区和未再结晶区轧制,粗轧道次大压下量破碎奥氏体晶粒,粗轧终轧温度控制在1050℃,精轧开轧温度为840℃;轧后控制冷却,返红温度为680℃,随后空冷,板坯尽快下线堆冷,堆冷温度为550℃。
热处理工艺中钢板经抛丸后入炉,升温速率1.5min/mm,保温温度910℃,保温时间40min。
如图1-图3所示,对试样金象组织的研究可发现,其力学性能达到屈服强度402MPa,抗拉强度满足541MPa,延伸率23.5%,-40℃表面和芯部冲击功285J;-40℃的断裂韧性CTOD值2.13mm。
本实施例质的通过钒和铌合金化的成份配比,配合合理的控轧、控冷及热处理工艺生产特厚低温海洋工程用钢,所得钢材的屈服度和强度匹配合理,低温冲击性能稳定。避免了特厚海洋工程钢板在低温下冲击性能的波动,制造方法简便,能满足目前对厚规格海洋平台用钢的需求。
除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。
Claims (3)
1.一种特厚海洋工程用钢,其特征在于,按重量百分比包括以下组分:C:0.12~0.14,Si:0.20~0.40,Mn:1.45~1.55,P:≤0.010,S:≤0.005,Nb:0.040~0.050,V:0.045~0.055,Alt:0.020~0.045,Ni:0.30~0.40,其余为Fe及不可避免的杂质。
2.一种用于生产权利要求1所述的特厚海洋工程用钢的制备方法,其特征在于,包括炼钢工艺、轧制工艺和热处理工艺,
(1)所述炼钢工艺中包括铁水脱硫预处理、转炉冶炼、LF精炼和RH精炼,其中,
铁水脱硫预处理后硫含量控制在S≤0.003%;
转炉冶炼中控制P含量≤0.009%;
LF精炼中进行脱硫脱氧及合金成分调整,RH精炼抽真空处理控制气体H含量≤0.0003%,连铸控制中包温度在液相线+10~25℃;
(2)所述轧制工艺采用控轧控冷技术,连铸坯的加热温度为1150-1220℃,对奥氏体再结晶区和未再结晶区轧制,粗轧道次大压下量破碎奥氏体晶粒,粗轧终轧温度控制在980~1100℃,精轧开轧温度≤840℃;轧后控制冷却,返红温度为600~750℃,随后空冷;
(3)所述热处理工艺:钢板经抛丸后入炉,升温速率1.5min/mm,保温温度890-930℃,保温时间20-40min。
3.根据权利要求1所述的一种特厚海洋工程用钢,其特征在于,所述钢的屈服强度≥355MPa,抗拉强度满足490-630MPa,延伸率≥21%,-40℃表面和芯部冲击功≥50J;-40℃的断裂韧性CTOD值≥0.15mm。
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