CN108914009A - Al+Ti系低成本高强船板钢及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种Al+Ti系低成本高强船板钢，其化学成分质量百分比为：C：0.09‑0.1%；Si：0.15‑0.25%；Mn：1.38‑1.48%；P：≤0.01%；S：≤0.002；Alt：0.04‑0.06%；Ti：0.008‑0.016%；Ca：0.0015‑0.004%；余量为Fe及不可避免的微量杂质元素。本发明公开的高强船板钢EH36是在C‑Mn钢基础上只添加Ti细化晶粒元素，不含Cu、Ni、Cr、Mo等贵重金属元素，采用TMCP工艺生产，合金成本低，力学性能满足中国船级社材料与焊接规范‑2018要求，最大厚度可至50mm。

Description

Al+Ti系低成本高强船板钢及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种具有优良低温韧性采用在线加速冷却的低成本高强船板钢EH36及其制造方法。

背景技术

TMCP（ThermoMechanicalControlProcess：热机械控制工艺）即通过控轧细化奥氏体晶粒，控冷控制相变组织和相变组织细化。它不仅能提高强度和韧性，而且能降低合金元素的添加量，因此，具有提高焊接性能等很多优点。基于此，TMCP工艺近年来被广泛应用于钢板生产，特别是在有大线能量焊接需求的高强船板生产上。然而，目前市场上采用TMCP工艺生产的高强船板钢EH36虽然被大量应用于大型船舶制造上，但其合金成分设计或者生产工艺上仍未达到最优化，以下举例说明：

公开号为CN201310107342.9的发明专利提出一种具有良好低温韧性的TMCP型E36船板及其制造方法，但其添加合金元素为Al、Ti、Nb、Ni、Cu、Mo。

公开号为CN201210559467.0的发明专利提出一种低温高韧性V-N合金化船板钢及其制造方法，但其添加合金元素为Al、V、Ti。

公开号为CN201611147472.5提出一种低成本可大线能量焊接高强高韧钢板的制造方法，但其添加合金元素为Al、Nb、Ti、B。

以上专利文献提出的产品虽然具有低温韧性，合金减量，采用加速冷却等特点，但其合金元素添加仍然偏多。并非低成本高强EH36船板。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种制造成本低的Al+Ti系低成本高强船板钢，该钢种在C-Mn钢基础上只添加Ti细化晶粒元素，采用本发明的方法进行生产，合金成本低，力学性能满足中国船级社材料与焊接规范-2018的要求。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种Al+Ti系低成本高强船板钢EH36，其特征在于：其化学成分质量百分比为：C：0.09-0.1%；Si：0.15-0.25%；Mn：1.38-1.48%；P：≤0.01%；S：≤0.002；Alt：0.04-0.06%；Ti：0.008-0.016%；Ca：0.0015-0.004%；余量为Fe及不可避免的微量杂质元素。

进一步地，所述高强船板EH36屈服强度≥355MPa，抗拉强度490-620MPa，-40℃（横向）冲击功≥34J。

进一步地，所述船板钢成品最大厚度为50mm。

本发明还公开一种上述Al+Ti系低成本高强船板钢的制造方法，其特征在于：该方法包括如下具体步骤：

S1：根据所述钢种成分设计，冶炼、浇铸，形成连铸坯；

S2：将连铸坯加热到平均温度为980-1080℃，保温≥30min；

S3：将连铸坯进行两阶段轧制，其中第一阶段轧制为粗轧阶段，粗轧阶段的开轧心部温度为950-1050℃；第二阶段为精轧阶段，精轧阶段的开轧心部温度为830-880℃，压下率≥40%；

S4：将轧后的钢板进行喷水加速冷却，冷却速率控制在10-20℃/S，终冷表面温度控制在350-500℃，最后空冷至室温获得成品。

本发明的有益效果是：本发明公开的高强船板钢EH36是在C-Mn钢基础上只添加Ti细化晶粒元素，不含Cu、Ni、Cr、Mo等贵重金属元素，采用TMCP工艺生产，合金成本低，力学性能满足中国船级社材料与焊接规范-2018要求，最大厚度可至50mm。具有如下特点：

（1）化学成分低廉，细化晶粒元素为Al、Ti，不含其它细化晶粒元素，不含Cu、Ni，降低生产制造成本，减少合金添加；

（2）降低制造厂生产组织难度，Cu、Ni、Mo元素含量较高连铸坯表面质量较差，一般均需要下线清理，此成分体系连铸坯连铸后可直接热送至轧线进加热炉，节约钢厂资源；

（3）以优化的TMCP工艺生产，改善材料焊接性能，提高制造厂、船厂生产效率；

（4）消除大量含Cu、Ni、Mo、V等合金金属废钢回收困难，实现制造过程的绿色环保。

具体实施方式

本发明一种Al+Ti系低成本高强船板钢，其化学成分质量百分比为：C：0.09-0.1%；Si：0.15-0.25%；Mn：1.38-1.48%；P：≤0.01%；S：≤0.002；Alt：0.04-0.06%；Ti：0.008-0.016%；Ca：0.0015-0.004%；余量为Fe及不可避免的微量杂质元素。

进一步地，所述高强船板EH36屈服强度≥355MPa，抗拉强度490-620MPa，-40℃（横向）冲击功≥34J；所述船板钢成品最大厚度为50mm。

其制造方法，包括如下具体步骤：S1：根据所述钢种成分设计，冶炼、浇铸，形成连铸坯；S2：将连铸坯加热到平均温度为980-1080℃，保温≥30min；S3：将连铸坯进行两阶段轧制，其中第一阶段轧制为粗轧阶段，粗轧阶段的开轧心部温度为950-1050℃；第二阶段为精轧阶段，精轧阶段的开轧心部温度为830-880℃，压下率≥40%；S4：将轧后的钢板进行喷水加速冷却，冷却速率控制在10-20℃/S，终冷表面温度控制在350-500℃，最后空冷至室温获得成品。

下面通过具体实例对本发明的特点做进一步说明。

表一 实施化学成分（质量百分数）

表二 制造工艺

表三 钢板性能

本发明通过优化一贯制生产工艺，充分利用轧后加速冷却设备装置，去除现有已公布的此钢种成分体系中Cu、Ni、Mo、V、Nb合金元素的添加，在获得满足标准要求具备均匀优异的强韧性及焊接性的前提下降低生产制造成本及组织难度，实现了制造过程、使用及回收过程的绿色环保。由于本发明不需添加任何设备，生产工艺简单，过程控制简单，可以向具备轧后加速冷却装备的中厚板企业推广，具有很强的适应性、环保性和极高的经济性。

最后需要说明的是，本发明已经经过世界主流权威船级社如中国、美国、挪威船级社的第三方型式认可并获取其颁发的证书。只添加Al+Ti系细化晶粒元素生产高强船板钢EH36的低成本工艺是切实可行的。

Claims (4)

1.一种Al+Ti系低成本高强船板钢，其特征在于：其化学成分质量百分比为：C：0.09-0.1%；Si：0.15-0.25%；Mn：1.38-1.48%；P：≤0.01%；S：≤0.002；Alt：0.04-0.06%；Ti：0.008-0.016%；Ca：0.0015-0.004%；余量为Fe及不可避免的微量杂质元素。

2.根据权利要求1所述的Al+Ti系低成本高强船板钢，其特征在于：所述高强船板EH36屈服强度≥355MPa，抗拉强度490-620MPa，-40℃（横向）冲击功≥34J。

3.根据权利要求1所述的Al+Ti系低成本高强船板钢，其特征在于：所述船板钢成品最大厚度为50mm。

4.根据权利要求1-3任一项权利要求所述Al+Ti系低成本高强船板钢的制造方法，其特征在于：该方法包括如下具体步骤：

S1：根据所述钢种成分设计，冶炼、浇铸，形成连铸坯；

S2：将连铸坯加热到平均温度为980-1080℃，保温≥30min；

S3：将连铸坯进行两阶段轧制，其中第一阶段轧制为粗轧阶段，粗轧阶段的开轧心部温度为950-1050℃；第二阶段为精轧阶段，精轧阶段的开轧心部温度为830-880℃，压下率≥40%；

S4：将轧后的钢板进行喷水加速冷却，冷却速率控制在10-20℃/S，终冷表面温度控制在350-500℃，最后空冷至室温获得成品。