CN110747390A - 一种高强度耐腐蚀船舶用钢及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种高强度耐腐蚀船舶用钢，其成分重量百分比含有：C：0.14‑0.15、Si：0.4‑0.5、Mn：2.5‑3.2、Al：2‑4、Ni：1.2‑1.3、Cu：0.9‑1.0，经铁水预处理→转炉→精炼→连铸→轧制→剪切→热处理→标识→入库，得到船舶用钢。
Description
技术领域
本发明属于轧钢技术领域，特别涉及一种屈服强度650MPa级高强度耐腐蚀船舶用钢钢板及其制备方法。
背景技术
船舶用钢材料及其性能关系着船舶的先进程度、使用寿命和安全可靠性。船舶用钢在造船材料中占有及其重要的位置。随着造船技术的发展，船舶的大型化、高速化要求能够提供具有高强度、良好低温冲击韧性、优良焊接性能的船舶用钢。
一般的控轧控冷的生产方法很难满足对钢板厚度方向性能的要求，具体地讲，常因成分偏析造成钢板的心部组织恶化，厚度方向断面收缩率不能满足用户要求，正火钢也因强度下降导致碳含量增加或合金含量增加，这样不仅使成本增加，而且钢板的焊接性能也会恶化，同时也加剧了心部的成分偏析。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种屈服强度650MPa级高强度耐腐蚀船舶用钢板及其制备方法，能够生产具有高强度、高韧性、低温冲击韧性、耐腐蚀性。为实现上述目的，本发明主要是通过需要调节船舶用钢的成分，其次是调节船舶用钢的生产方法，以得到船舶用钢的微观组织结构以体积比计为90-95％的铁素体，铁素体平均晶粒尺寸为8-10μm，5-10％的回火马氏体，屈服强度≥650MPa，抗拉强度为≥780MPa，伸长率为20-30％，-40℃V型冲击吸收能量≥140J。
技术方案如下：
一种高强度耐腐蚀船舶用钢，其成分重量百分比含有C：0.14-0.15、Si：0.4-0.5、Mn：2.5-3.2、Al：2-4、Ni：1.2-1.3、Cu：0.9-1.0，经铁水预处理→转炉→精炼→连铸→轧制→剪切→热处理→标识→入库，得到船舶用钢。
一种高强度耐腐蚀船舶用钢，其成分重量百分比为：C：0.14-0.15、Si：0.4-0.5、Mn：2.5-3.2、Al：2-4、Ni：1.2-1.3、Cu：0.9-1.0、P：≤0.010、S：≤0.005、Zr：0.35-0.4、Nb：0.2-0.3、Ti：0.05-0.06、Cr：0.3-0.5、W 0.1-0.2％、Mo：0.2-0.3、N≤0.004、Mg≤0.005、Ca：≤0.005，其余为Fe和不可避免的杂质，
经铁水预处理→转炉→精炼→连铸→轧制→剪切→热处理→标识→入库，得到船舶用钢的微观组织结构以体积比计为90-95％的铁素体，5-10％的回火马氏体。
一种高强度耐腐蚀船舶用钢，其成分重量百分比为：C：0.14-0.15、Si：0.4-0.5、Mn：2.5-3.2、Al：2-4、Ni：1.2-1.3、Cu：0.9-1.0、P：≤0.010、S：≤0.005、Zr：0.35-0.4、Nb：0.2-0.3、Ti：0.05-0.06、Cr：0.3-0.5、W 0.1-0.2、Mo：0.2-0.3、N≤0.004、Mg≤0.005、Ca：≤0.005，其余为Fe和不可避免的杂质，
经铁水预处理→转炉→精炼→连铸→轧制→剪切→热处理→标识→入库，得到船舶用钢的微观组织结构以体积比计为90-95％的铁素体，铁素体平均晶粒尺寸为8-10μm，5-10％的回火马氏体，屈服强度≥650MPa，抗拉强度为≥780MPa，伸长率为20-30％，-40℃V型冲击吸收能量≥140J。
所述的一种高强度耐腐蚀船舶用钢，其成分重量百分比为：C：0.14、Si：0.4、Mn：2.5、Al：2、Ni：1.2、Cu：0.9、P：≤0.010、S：≤0.005、Zr：0.35、Nb：0.2、Ti：0.05、Cr：0.3、W0.1、Mo：0.2、N≤0.004、Mg≤0.005、Ca：≤0.005，其余为Fe和不可避免的杂质。
所述的一种高强度耐腐蚀船舶用钢，其成分重量百分比为：C：0.145、Si：0.45、Mn：3、Al：3、Ni：1.25、Cu：0.95、P：≤0.010、S：≤0.005、Zr：0.38、Nb：0.25、Ti：0.055、Cr：0.4、W0.15、Mo：0.25、N≤0.004、Mg≤0.005、Ca：≤0.005，其余为Fe和不可避免的杂质。
所述的一种高强度耐腐蚀船舶用钢，其成分重量百分比为：C：0.15、Si：0.5、Mn：3.2、Al：4、Ni：1.3、Cu：1.0、P：≤0.010、S：≤0.005、Zr：0.4、Nb：0.3、Ti：0.06、Cr：0.5、W0.2、Mo：0.3、N≤0.004、Mg≤0.005、Ca：≤0.005，其余为Fe和不可避免的杂质。
所述高强度耐腐蚀船舶用钢的制备方法，其特征在于：经铁水预处理→转炉→精炼→连铸→轧制→剪切→热处理→标识→入库，得到船舶用钢；具体步骤如下：
(1)KR铁水预处理脱S，采用挡渣塞、挡渣棒双挡渣出钢，然后在转炉冶炼钢水；
(2)精炼：先强搅拌脱硫，控制底吹氩流量在500-600L/min下搅拌10-12min，后软吹；RH精炼脱碳、脱氢、合金化，软吹氩气流量控制在80-100L/min下软吹时间8-10min，渣面不吹开；
(3)连铸：全程吹氩保护，避免氧化，避免增氮；覆盖剂避免钢水直接接触空气；
(4)轧制：钢坯装进加热炉，加热温度1160-1170℃，加热时间80-90min，出加热炉后进行高压水除鳞，粗轧开轧温度为1050-1060℃，粗轧进行4-5个道次，粗轧终轧温度1000-1010℃；精轧开轧温度860-870℃，终轧温度为750-770℃，精轧进行6-8个道次，产品厚度为30-40mm；
(5)剪切：对产品进行剪切平整；
(6)热处理：将剪切加工后的钢板进行热处理，先加热至910℃保持30-40min，后油淬；再加热到520℃保持100-110min进行回火；
(7)标识、入库。
所述高强度耐腐蚀船舶用钢的制备方法，其特征在于：步骤(4)轧制：钢坯装进加热炉，加热温度1165℃，加热时间85min，出加热炉后进行高压水除鳞，粗轧开轧温度为1055℃，粗轧进行4-5个道次，粗轧终轧温度1000℃；精轧开轧温度865℃，终轧温度为760℃，精轧进行6-8个道次，产品厚度为30-40mm。
所述高强度耐低温船舶用钢的生产方法，其特征在于：步骤(6)热处理：将剪切加工后的钢板进行热处理，先加热至910℃保持30min，后油淬；再加热到520℃保持100min进行回火。
接着，说明本发明的化学成分的限定理由。此处，关于成分的％意味着质量％。
C是钢的基本元素，提高钢板强度的重要元素，含量过高时会使大热输入焊接的热影响区中产生大量马氏体-奥氏体组元，并且C含量增加，焊接裂纹敏感性会增加，损害粗晶热影响区韧性。为了兼顾低温韧性及焊接性时C含量控制得较低；但从钢的强度和生产制造过程中显微组织控制角度，C含量不宜过低，容易混晶，造成钢低温韧性低下、低温韧性严重劣化。因此，C：0.14-0.15％。
Si作为还原剂和脱氧剂，可以消除FeO夹杂的不良影响。Si还可以提高铁素体或奥氏体的硬度和强度、耐蚀性。缩小奥氏体相区。但随着硅含量的增加，会降低钢的焊接性能。Si促进钢水脱氧并能够提高钢板强度，但是采用Al脱氧的钢水，Si的脱氧作用不大，Si虽然能够提高钢板的强度，但是Si也降低韧性、塑性、焊接性，因此本发明钢Si：0.4-0.5％。
Mn是重要的强韧化元素，随着Mn含量的增加，钢的强度明显增加，同时，Mn稍有提高钢的耐大气、海水腐蚀性能的效果，但Mn易偏析。还具有扩大奥氏体相区、降低Ar3点温度、细化铁素体晶粒而改善钢板低温韧性的作用；通过将Mn含量明显比常规船板钢Mn含量高，使得奥氏体温度区下部下移，便于在轧制的过程中降低轧制温度、抑制奥氏体晶粒的长大，使该温度与Ti、Nb的析出温度接近，成分抑制再结晶，因此，Mn：2.5-3.2％。
Al一方面是脱氧，另外添加适量的Al还有利于细化晶粒，从而改善钢材的强韧性能。本发明Al含量远远高于一般的船舶钢板的Al含量(通常是≤0.1％)，主要是考虑高温区析出的AlN也抑制奥氏体晶粒的长大，有利于减小后续铁素体的初始尺寸、降低钢的密度。因此Al：2-4％。
Ni提高低温韧性，降低晶体的层错能，有利于位错的滑移运动，改善材料的冲击韧性，尤其能够改善特厚板中心部位的冲击韧性。Ni还可以提升Mo的淬透性效果。不过，如果Ni含量太高的话，板坯表面容易生成黏性较高的氧化铁皮，在后序的加工制造过程中难以去除，从而影响钢板的表面质量和疲劳性能。另外，当Ni含量太高时，不利于特厚钢板的焊接性能。因此，1.2-1.3％。
Cu提高淬透性、抗大气、海水腐蚀能力。但Cu过量会恶化钢板的焊接性能；具体的，Cu在钢中以CuO形式在内锈层中富集，能很好的隔离腐蚀性介质，减轻氯离子对腐蚀的促进作用，并增大钢的极化电阻，导致锈层的保护性增强，从而提高了钢的海洋大气腐蚀性能。而且，随着Cu含量的增加，钢的耐蚀逐渐增强，但当Cu在Fe中的溶解度的限制，连铸和轧制过程中会产生铸坯裂纹、液析等缺陷，所以将本发明所述钢板中的Cu元素的含量控制为Cu：0.9-1.0％。
P是有害夹杂，对低温冲击韧性和焊接性有害，P含量需要控制在≤0.010％。
S是有害夹杂，S在钢中与Mn结合，形成MnS夹杂物，在热轧过程中，MnS的可塑性使MnS沿轧向延伸，形成沿轧向MnS夹杂物带，严重损害钢板的横向冲击韧性、Z向性能和焊接性，同时S还是热轧过程中产生热脆性的主要元素。从经济性考虑S含量需要控制在≤0.005％。
Zr可有效改善钢的低温韧性，Zr优先与S结合形成硫化物，减少MnS的产生，提高钢板的耐点腐蚀性能。微量的Zr即可产生上述效果，但Zr的含量超过0.4％时，会恶化钢板韧性。因此，Zr：0.35-0.4％。
Nb主要是形成碳氮化物，当Nb添加量低于0.2％时，不能发挥有效的控轧效果；当Nb添加量超过0.3％时，超大线能量焊接条件下诱发上贝氏体形成，严重损害超大线能量焊接热影响区的低温韧性，同时，Nb还是一种昂贵的金属元素，添加较多的Nb也会相应地增加生产制造成本。因此Nb：0.2-0.3％，又不损害超大线能量焊接HAZ的韧性。
Ti与N反应，生成稳定的TiN粒子，抑制焊接HAZ区奥氏体晶粒长大和改变二次相变产物，改善钢的焊接性和HAZ的低温韧性。钢中添加的Ti含量要与钢中的N含量适应，需要TiN不能在液态钢水中析出而必须在固相中析出；因此TiN的析出温度必须确保低于1400℃，当加入Ti含量过少，形成TiN粒子数量不足，不足以抑制HAZ的奥氏体晶粒长大和改变二次相变产物而改善HAZ的低温韧性；加入Ti含量过多时，TiN析出温度超过1400℃，在钢液在结晶器凝固阶段就会析出大尺寸TiN粒子，这种大尺寸TiN粒子不能抑制HAZ的奥氏体晶粒长大，反而成为裂纹萌生的起始点；因此Ti：0.05-0.06％。
Cr提高淬透性、提高腐蚀的均匀性，抑制局部腐蚀。对于厚规格的钢板来说，需要通过添加较多的Cr元素来提高钢板的淬透性以弥补厚度带来的强度损失，在提高钢板强度的同时，并改善钢板在厚度方向上的性能的均匀性。Cr还可以抑制先共析铁素体及珠光体的转变。一旦含量过高的Cr和Mn同时加入钢板中，就会导致低熔点的Cr-Mn复合氧化物的形成，这样会使得钢板在热加工过程中形成表面裂纹，并且还会严重恶化钢板的焊接性能。因此，Cr：0.3-0.5％。
W在钢中可与碳化合形成碳化物，部分溶入铁中形成固溶体，W可以增加钢的回火稳定性，形成特殊碳化物而增加耐磨性，因此W 0.1-0.2％。
Mo提高淬透性的元素，其作用仅次于Mn元素。Mo元素可以提高腐蚀的均匀性，抑制局部腐蚀。Mo不仅能够有效地提高钢板的强度，还能够抑制先共析铁素体及珠光体的转变，以有助于钢板获得针状铁素体组织。但是，随着Mo含量的增加，钢板的屈服强度逐渐提高，而钢板的塑性却会逐渐降低。对于本发明的具有高止裂性能的钢板来说，因此Mo：0.2-0.3％。
Sb元素可以提高干湿反复环境下的耐全面腐蚀性能，并提高耐酸腐蚀性。本发明将其含量分别选择为Sb：0.05-0.1％。
N的控制范围与Ti的控制范围相对应，对于船舶用钢，需要考虑到超大线能量焊接时候的性能，N含量过低，生成TiN粒子数量少、尺寸大，不能起到改善钢的焊接性的作用，反而对焊接性有害；但是N含量过高时，钢中自由[N]增加，尤其超大线能量焊接条件下热影响区(HAZ)自由[N]含量急剧增加，严重损害HAZ低温韧性，恶化钢的焊接性。因此N：0.002-0.004％。
Mg可以生成微细弥散分布的MgO夹杂，更多的情况是与Ti共同作用，形成MgO+Ti2O3氧化物，在该氧化物表面容易析出MnS，从而促进晶内针状铁素体的生成，提高焊接热影响区的韧性。钢中的Mg含量为0.001-0.003％。添加的Mg和钢液中的Ti存在竞争脱氧的关系，当Mg含量过低，Ti含量过高时，夹杂物中MgO的成分过低，不利于夹杂物的微细弥散分布，因此Mg≤0.005％。
对钢进行Ca处理，一方面可以进一步纯洁钢液，另一方面对钢中硫化物进行变性处理，使之变成不可变形的、稳定细小的球状硫化物、抑制S的热脆性、提高钢的低温韧性和Z向性能、改善钢板韧性的各向异性。Ca加入量过低，硫化物改性处理效果不大；Ca加入量过高，形成Ca(O，S)尺寸过大，脆性也增大，可成为断裂裂纹起始点，降低钢的低温韧性，同时还降低钢质纯净度、污染钢液。因此Ca≤0.005％。
与现有技术相比，本发明技术效果包括：
1、本发明通过精确控制产品成分、生产工艺，保证特定的微观组织和力学性能的均匀性。在具有高强度、高韧性、高耐腐蚀性的同时具有良好的焊接性。
2、本发明中，通过对合金元素的精确控制，避免了以增加合金数量来换取性能的提高，节约了工艺成本，提高了生产效率。
3、本发明通过合理的化学成分设计，并采取控轧控冷工艺，经铁水预处理→转炉→精炼→连铸→轧制→剪切→热处理→标识→入库，得到船舶用钢的微观组织结构以体积比计为90-95％的铁素体，铁素体平均晶粒尺寸为8-10μm，5-10％的回火马氏体，屈服强度≥650MPa，抗拉强度为≥780MPa，伸长率为20-30％，-40℃横向V型冲击吸收能量≥140J。这比一些常见的船板钢性能优异。
具体实施方式
下面参考示例实施方式对本发明技术方案作详细说明。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
实施例1
一种高强度耐腐蚀船舶用钢，其成分重量百分比为：C：0.14、Si：0.4、Mn：2.5、Al：2、Ni：1.2、Cu：0.9、P：≤0.010、S：≤0.005、Zr：0.35、Nb：0.2、Ti：0.05、Cr：0.3、W0.1、Mo：0.2、N≤0.004、Mg≤0.005、Ca：≤0.005，其余为Fe和不可避免的杂质。经铁水预处理→转炉→精炼→连铸→轧制→剪切→热处理→标识→入库，得到船舶用钢；具体步骤如下：
(1)KR铁水预处理脱S，采用挡渣塞、挡渣棒双挡渣出钢，然后在转炉冶炼钢水；
(2)精炼：先强搅拌脱硫，控制底吹氩流量在500-600L/min下搅拌10-12min，后软吹；RH精炼脱碳、脱氢、合金化，软吹氩气流量控制在80-100L/min下软吹时间8-10min，渣面不吹开；
(3)连铸：全程吹氩保护，避免氧化，避免增氮；覆盖剂避免钢水直接接触空气；
(4)轧制：钢坯装进加热炉，加热温度1160-1170℃，加热时间80-90min，出加热炉后进行高压水除鳞，粗轧开轧温度为1050-1060℃，粗轧进行4-5个道次，粗轧终轧温度1000-1010℃；精轧开轧温度860-870℃，终轧温度为750-770℃，精轧进行6-8个道次，产品厚度为30-40mm；
(5)剪切：对产品进行剪切平整；
(6)热处理：将剪切加工后的钢板进行热处理，先加热至910℃保持30-40min，后油淬；再加热到520℃保持100-110min进行回火；
(7)标识、入库。
得到船舶用钢的微观组织结构以体积比计为90-95％的铁素体，铁素体平均晶粒尺寸为8-10μm，5-10％的回火马氏体，屈服强度≥650MPa，抗拉强度为≥780MPa，伸长率为20-30％，-40℃横向V型冲击吸收能量≥140J。
实施例2
一种高强度耐腐蚀船舶用钢，其成分重量百分比为：C：0.145、Si：0.45、Mn：3、Al：3、Ni：1.25、Cu：0.95、P：≤0.010、S：≤0.005、Zr：0.38、Nb：0.25、Ti：0.055、Cr：0.4、W0.15、Mo：0.25、N≤0.004、Mg≤0.005、Ca：≤0.005，其余为Fe和不可避免的杂质。经铁水预处理→转炉→精炼→连铸→轧制→剪切→热处理→标识→入库，得到船舶用钢；具体步骤如下：
(1)KR铁水预处理脱S，采用挡渣塞、挡渣棒双挡渣出钢，然后在转炉冶炼钢水；
(2)精炼：先强搅拌脱硫，控制底吹氩流量在500-600L/min下搅拌10-12min，后软吹；RH精炼脱碳、脱氢、合金化，软吹氩气流量控制在80-100L/min下软吹时间8-10min，渣面不吹开；
(3)连铸：全程吹氩保护，避免氧化，避免增氮；覆盖剂避免钢水直接接触空气；
(4)轧制：钢坯装进加热炉，加热温度1160-1170℃，加热时间80-90min，出加热炉后进行高压水除鳞，粗轧开轧温度为1050-1060℃，粗轧进行4-5个道次，粗轧终轧温度1000-1010℃；精轧开轧温度860-870℃，终轧温度为750-770℃，精轧进行6-8个道次，产品厚度为30-40mm；
(5)剪切：对产品进行剪切平整；
(6)热处理：将剪切加工后的钢板进行热处理，先加热至910℃保持30-40min，后油淬；再加热到520℃保持100-110min进行回火；
(7)标识、入库。
得到船舶用钢的微观组织结构以体积比计为90-95％的铁素体，铁素体平均晶粒尺寸为8-10μm，5-10％的回火马氏体，屈服强度≥680MPa，抗拉强度为≥800MPa，伸长率为20-30％，-40℃横向V型冲击吸收能量≥150J。
实施例3
一种高强度耐腐蚀船舶用钢，其成分重量百分比为：C：0.15、Si：0.5、Mn：3.2、Al：4、Ni：1.3、Cu：1.0、P：≤0.010、S：≤0.005、Zr：0.4、Nb：0.3、Ti：0.06、Cr：0.5、W0.2、Mo：0.3、N≤0.004、Mg≤0.005、Ca：≤0.005，其余为Fe和不可避免的杂质。经铁水预处理→转炉→精炼→连铸→轧制→剪切→热处理→标识→入库，得到船舶用钢；具体步骤如下：
(1)KR铁水预处理脱S，采用挡渣塞、挡渣棒双挡渣出钢，然后在转炉冶炼钢水；
(2)精炼：先强搅拌脱硫，控制底吹氩流量在500-600L/min下搅拌10-12min，后软吹；RH精炼脱碳、脱氢、合金化，软吹氩气流量控制在80-100L/min下软吹时间8-10min，渣面不吹开；
(3)连铸：全程吹氩保护，避免氧化，避免增氮；覆盖剂避免钢水直接接触空气；
(4)轧制：钢坯装进加热炉，加热温度1160-1170℃，加热时间80-90min，出加热炉后进行高压水除鳞，粗轧开轧温度为1050-1060℃，粗轧进行4-5个道次，粗轧终轧温度1000-1010℃；精轧开轧温度860-870℃，终轧温度为750-770℃，精轧进行6-8个道次，产品厚度为30-40mm；
(5)剪切：对产品进行剪切平整；
(6)热处理：将剪切加工后的钢板进行热处理，先加热至910℃保持30-40min，后油淬；再加热到520℃保持100-110min进行回火；
(7)标识、入库。
得到船舶用钢的微观组织结构以体积比计为90-95％的铁素体，铁素体平均晶粒尺寸为8-10μm，5-10％的回火马氏体，屈服强度≥670MPa，抗拉强度为≥790MPa，伸长率为20-30％，-40℃横向V型冲击吸收能量≥160J。
实施例4
一种高强度耐腐蚀船舶用钢，其成分重量百分比为：C：0.145、Si：0.45、Mn：3、Al：3、Ni：1.25、Cu：0.95、P：≤0.010、S：≤0.005、Zr：0.38、Nb：0.25、Ti：0.055、Cr：0.4、W0.15、Mo：0.25、N≤0.004、Mg≤0.005、Ca：≤0.005，其余为Fe和不可避免的杂质。经铁水预处理→转炉→精炼→连铸→轧制→剪切→热处理→标识→入库，得到船舶用钢；具体步骤如下：
(1)KR铁水预处理脱S，采用挡渣塞、挡渣棒双挡渣出钢，然后在转炉冶炼钢水；
(2)精炼：先强搅拌脱硫，控制底吹氩流量在500-600L/min下搅拌10-12min，后软吹；RH精炼脱碳、脱氢、合金化，软吹氩气流量控制在80-100L/min下软吹时间8-10min，渣面不吹开；
(3)连铸：全程吹氩保护，避免氧化，避免增氮；覆盖剂避免钢水直接接触空气；
(4)轧制：钢坯装进加热炉，加热温度1165℃，加热时间85min，出加热炉后进行高压水除鳞，粗轧开轧温度为1055℃，粗轧进行4-5个道次，粗轧终轧温度1000℃；精轧开轧温度865℃，终轧温度为760℃，精轧进行6-8个道次，产品厚度为30-40mm；
(5)剪切：对产品进行剪切平整；
(6)热处理：将剪切加工后的钢板进行热处理，先加热至910℃保持30min，后油淬；再加热到520℃保持100min进行回火；
(7)标识、入库。
得到船舶用钢的微观组织结构以体积比计为90-95％的铁素体，铁素体平均晶粒尺寸为8-10μm，5-10％的回火马氏体，屈服强度≥690MPa，抗拉强度为≥800MPa，伸长率为20-30％，-40℃横向V型冲击吸收能量≥165J。
对比例1
一种高强度耐低温船舶用钢，其成分重量百分比为：C：0.05-0.06％、Si：0.1-0.3％、Mn：1.0-1.80％、P：≤0.010％、S：≤0.002％、Nb：0.001-0.004％、Ti：0.002-0.003％、Al：0.05-0.01％、Cr：0.6-0.7％、Cu：0.5-0.6％、Ni：0.4-0.5％、Mo：0.4-0.5％、N：0.002-0.0035％、Mg：0.001-0.003％、Ca：0.001-0.005％、B：0.001-0.003％，其余为Fe和不可避免的杂质，
制备方法与实施例1一致；
得到船舶用钢的微观组织结构以体积比计为70-75％的铁素体，铁素体平均晶粒尺寸为15-30μm，其余为回火马氏体，屈服强度为440-480MPa，抗拉强度为570-610MPa，伸长率为11-15％，-40℃横向V型冲击吸收能量≥75J。
对比例2
一种高强度耐低温船舶用钢，其成分重量百分比为：C：0.14-0.15、Si：0.4-0.5、Mn：2.5-3.2、Al：2-4、Ni：1.2-1.3、Cu：0.9-1.0、P：≤0.010、S：≤0.005、Nb：0.02-0.1、Ti：0.02-0.03、Cr：0.3-0.5、Mo：0.2-0.3、N≤0.004、Mg≤0.005、Ca：≤0.005，其余为Fe和不可避免的杂质，
制备方法与实施例1一致。
得到船舶用钢的微观组织结构以体积比计为80-85％的铁素体，铁素体平均晶粒尺寸为15-25μm，其余为回火马氏体，屈服强度为470-520MPa，抗拉强度为590-630MPa，伸长率为14-18％，-40℃横向V型冲击吸收能量≥85J。
对比例3
产品成分与实施例2一致，方法区别主要在于步骤(4)，其中
步骤(4)轧制：钢坯装进加热炉，加热温度＞1170℃，加热时间80-90min，出加热炉后进行高压水除鳞，粗轧开轧温度为＞1060℃，粗轧进行4-5个道次，粗轧终轧温度＞1010℃；精轧开轧温度＞870℃，终轧温度为＞770℃，精轧进行6-8个道次，产品厚度为30-40mm；
得到船舶用钢的微观组织结构以体积比计为90-95％的铁素体，铁素体平均晶粒尺寸为12-18μm，其余为回火马氏体，屈服强度≥640MPa，抗拉强度为≥720MPa，伸长率为17-24％，-40℃横向V型冲击吸收能量≥120J。
对比例4
产品成分与实施例2一致，方法区别主要在于步骤(4)，其中
步骤(4)轧制：钢坯装进加热炉，加热温度＜1160℃，加热时间80-90min，出加热炉后进行高压水除鳞，粗轧开轧温度为＜1050℃，粗轧进行4-5个道次，粗轧终轧温度＜1000℃；精轧开轧温度＜860℃，终轧温度为＜750℃，精轧进行6-8个道次，产品厚度为30-40mm；
得到船舶用钢的微观组织结构以体积比计为80-90％的铁素体，铁素体平均晶粒尺寸为12-20μm，其余为回火马氏体，屈服强度≥640MPa，抗拉强度为≥720MPa，伸长率为17-24％，-40℃横向V型冲击吸收能量≥125J。
对比例5
产品成分与实施例2一致，方法区别主要在于步骤(6)，其中步骤(6)热处理：将剪切加工后的钢板进行热处理，先加热至＞910℃保持＞40min，后油淬；再加热到＞520℃保持＞110min进行回火；
得到船舶用钢的微观组织结构以体积比计为80-90％的铁素体，铁素体平均晶粒尺寸为15-30μm，其余为回火马氏体，屈服强度为640-660MPa，抗拉强度为720-780MPa，伸长率为11-23％，-40℃横向V型冲击吸收能量≥110J。
对比例6
产品成分与实施例2一致，方法区别主要在于步骤(6)，其中
步骤(6)热处理：将剪切加工后的钢板进行热处理，先加热至＜910℃保持＜30min，后油淬；再加热到＜520℃保持＜100min进行回火；
得到船舶用钢的微观组织结构以体积比计为75-90％的铁素体，铁素体平均晶粒尺寸为15-30μm，其余为回火马氏体，屈服强度为620-650MPa，抗拉强度为720-760MPa，伸长率为11-25％，-40℃横向V型冲击吸收能量≥115J。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种高强度耐腐蚀船舶用钢，其成分重量百分比含有C：0.14-0.15、Si：0.4-0.5、Mn：2.5-3.2、Al：2-4、Ni：1.2-1.3、Cu：0.9-1.0，经铁水预处理→转炉→精炼→连铸→轧制→剪切→热处理→标识→入库，得到船舶用钢。
2.一种高强度耐腐蚀船舶用钢，其成分重量百分比为：C：0.14-0.15、Si：0.4-0.5、Mn：2.5-3.2、Al：2-4、Ni：1.2-1.3、Cu.0.9-1.0、P：≤0.010、S：≤0.005、Zr：0.35-0.4、Nb：0.2-0.3、Ti：0.05-0.06、Cr：0.3-0.5、W 0.1-0.2％、Mo：0.2-0.3、N≤0.004、Mg≤0.005、Ca：≤0.005，其余为Fe和不可避免的杂质，
经铁水预处理→转炉→精炼→连铸→轧制→剪切→热处理→标识→入库，得到船舶用钢的微观组织结构以体积比计为90-95％的铁素体，5-10％的回火马氏体。
3.一种高强度耐腐蚀船舶用钢，其成分重量百分比为：C：0.14-0.15、Si：0.4-0.5、Mn：2.5-3.2、Al：2-4、Ni：1.2-1.3、Cu：0.9-1.0、P：≤0.010、S：≤0.005、Zr：0.35-0.4、Nb：0.2-0.3、Ti：0.05-0.06、Cr：0.3-0.5、W 0.1-0.2、Mo：0.2-0.3、N≤0.004、Mg≤0.005、Ca：≤0.005，其余为Fe和不可避免的杂质，
经铁水预处理→转炉→精炼→连铸→轧制→剪切→热处理→标识→入库，得到船舶用钢的微观组织结构以体积比计为90-95％的铁素体，铁素体平均晶粒尺寸为8-10μm，5-10％的回火马氏体，屈服强度≥650MPa，抗拉强度为≥780MPa，伸长率为20-30％，-40℃V型冲击吸收能量≥140J。
4.如权利要求1-3任一项所述的一种高强度耐腐蚀船舶用钢，其成分重量百分比为：C：0.14、Si：0.4、Mn：2.5、Al：2、Ni：1.2、Cu.0.9、P：≤0.010、S：≤0.005、Zr：0.35、Nb：0.2、Ti：0.05、Cr：0.3、W 0.1、Mo：0.2、N≤0.004、Mg≤0.005、Ca：≤0.005，其余为Fe和不可避免的杂质。
5.如权利要求1-3任一项所述的一种高强度耐腐蚀船舶用钢，其成分重量百分比为：C：0.145、Si：0.45、Mn：3、Al：3、Ni：1.25、Cu：0.95、P：≤0.010、S：≤0.005、Zr：0.38、Nb：0.25、Ti：0.055、Cr：0.4、W 0.15、Mo：0.25、N≤0.004、Mg≤0.005、Ca：≤0.005，其余为Fe和不可避免的杂质。
6.如权利要求1-3任一项所述的一种高强度耐腐蚀船舶用钢，其成分重量百分比为：C：0.15、Si：0.5、Mn：3.2、Al：4、Ni：1.3、Cu：1.0、P：≤0.010、S：≤0.005、Zr：0.4、Nb：0.3、Ti：0.06、Cr：0.5、W 0.2、Mo：0.3、N≤0.004、Mg≤0.005、Ca：≤0.005，其余为Fe和不可避免的杂质。
7.权利要求1-6任一项所述高强度耐腐蚀船舶用钢的制备方法，其特征在于：经铁水预处理→转炉→精炼→连铸→轧制→剪切→热处理→标识→入库，得到船舶用钢；具体步骤如下：
(1)KR铁水预处理脱S，采用挡渣塞、挡渣棒双挡渣出钢，然后在转炉冶炼钢水；
(2)精炼：先强搅拌脱硫，控制底吹氩流量在500-600L/min下搅拌10-12min，后软吹；RH精炼脱碳、脱氢、合金化，软吹氩气流量控制在80-100L/min下软吹时间8-10min，渣面不吹开；
(3)连铸：全程吹氩保护，避免氧化，避免增氮；覆盖剂避免钢水直接接触空气；
(4)轧制：钢坯装进加热炉，加热温度1160-1170℃，加热时间80-90min，出加热炉后进行高压水除鳞，粗轧开轧温度为1050-1060℃，粗轧进行4-5个道次，粗轧终轧温度1000-1010℃；精轧开轧温度860-870℃，终轧温度为750-770℃，精轧进行6-8个道次，产品厚度为30-40mm；
(5)剪切：对产品进行剪切平整；
(6)热处理：将剪切加工后的钢板进行热处理，先加热至910℃保持30-40min，后油淬；再加热到520℃保持100-110min进行回火；
(7)标识、入库。
8.权利要求1-6任一项所述高强度耐腐蚀船舶用钢的制备方法，其特征在于：步骤(4)轧制：钢坯装进加热炉，加热温度1165℃，加热时间85min，出加热炉后进行高压水除鳞，粗轧开轧温度为1055℃，粗轧进行4-5个道次，粗轧终轧温度1000℃；精轧开轧温度865℃，终轧温度为760℃，精轧进行6-8个道次，产品厚度为30-40mm。
9.权利要求1-6任一项所述高强度耐低温船舶用钢的生产方法，其特征在于：步骤(6)热处理：将剪切加工后的钢板进行热处理，先加热至910℃保持30min，后油淬；再加热到520℃保持100min进行回火。
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| CN104704136A (zh) * | 2012-09-27 | 2015-06-10 | 新日铁住金株式会社 | 热轧钢板及其制造方法 |
| CN109136738A (zh) * | 2018-06-25 | 2019-01-04 | 敬业钢铁有限公司 | 一种高强度耐低温船体结构钢板及其制备方法 |
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