CN114921713B - 低屈强比高低温韧性钢板及其生产方法 - Google Patents

低屈强比高低温韧性钢板及其生产方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114921713B
CN114921713B CN202210846315.2A CN202210846315A CN114921713B CN 114921713 B CN114921713 B CN 114921713B CN 202210846315 A CN202210846315 A CN 202210846315A CN 114921713 B CN114921713 B CN 114921713B
Authority
CN
China
Prior art keywords
steel plate
low
equal
steel
temperature
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
CN202210846315.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114921713A (zh
Inventor
陆春洁
曲锦波
程丙贵
镇凡
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.)
Jiangsu Shagang Steel Co ltd
Jiangsu Shagang Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Zhangjiagang Hongchang Steel Plate Co Ltd
Jiangsu Shagang Iron and Steel Research Institute 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 Zhangjiagang Hongchang Steel Plate Co Ltd, Jiangsu Shagang Iron and Steel Research Institute Co Ltd filed Critical Zhangjiagang Hongchang Steel Plate Co Ltd
Priority to CN202210846315.2A priority Critical patent/CN114921713B/zh
Publication of CN114921713A publication Critical patent/CN114921713A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114921713B publication Critical patent/CN114921713B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C33/00Making ferrous alloys
    • C22C33/04Making ferrous alloys by melting
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/0056Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00 using cored wires
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04Removing impurities by adding a treating agent
    • C21C7/076Use of slags or fluxes as treating agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/10Handling in a vacuum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0205Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips of ferrous alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0226Hot rolling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/08Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing nickel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/12Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/14Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D2211/00Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/005Ferrite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D2211/00Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/009Pearlite

Abstract

本发明揭示了一种低屈强比高低温韧性钢板及其生产方法,钢板中:C 0.06~0.09%,Si 0.15~0.25%,Mn 1.10~1.20%,Ni 0.15~0.30%,Nb 0.015~0.025%,Ti 0.005~0.015%,Alt 0.045~0.070%,N≤0.005%,O≤0.002%,P≤0.010%,S≤0.003%,余量为铁和杂质;生产方法中,再结晶区粗轧阶段的终轧温度>{1030‑360[Si]}℃,非再结晶区精轧阶段的终轧温度为805~835℃;控制冷却工序中冷却速度为
Figure DEST_PATH_IMAGE001
。所得钢板屈强比低,低温韧性和焊接性能好,可满足船舶和液化石油气储运的应用需求。

Description

低屈强比高低温韧性钢板及其生产方法
技术领域
本发明属于材料制备技术领域,涉及一种低屈强比高低温韧性钢板的生产方法,以及一种采用该生产方法制备而成的低屈强比高低温韧性钢板。
背景技术
船舶和低温压力容器中所用的钢板对低温韧性的要求较高。具体地,低温压力容器常应用于液化石油气的储运,液化石油气是一种便携、清洁、高效的化石燃料,广泛应用于化工、机械燃料、居民生活等领域;船舶的应用环境为海洋,也常用于低温环境。因此,船舶和低温压力容器要求所用的钢板具有屈强比低、低温韧性好以及焊接性能好的优势。
然而现有的钢材冶炼技术所制备的钢板往往存在屈强比高、焊接性能差的问题,不利于船舶和液化石油气储运的使用安全性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低屈强比高低温韧性钢板的生产方法、以及采用该生产方法制备而成的低屈强比高低温韧性钢板,以解决现有钢板存在的屈强比高、焊接性能差、不利于船舶和液化石油气储运的使用安全性等问题。
为实现上述发明目的,本发明一实施方式提供了一种低屈强比高低温韧性钢板的生产方法,所述钢板的化学成分以质量百分比计包括:C 0.06~0.09%,Si 0.15~0.25%,Mn1.10~1.20%,Ni 0.15~0.30%,Nb 0.015~0.025%,Ti 0.005~0.015%,Alt 0.045~0.070%,N≤0.005%,O≤0.002%,P≤0.010%,S≤0.003%,余量为铁和不可避免的杂质;
所述生产方法包括依序进行的钢液冶炼、连铸、加热、两阶段控制轧制和控制冷却工序;
所述两阶段控制轧制工序中,将连铸坯依次采用再结晶区粗轧、非再结晶区精轧,轧制成钢板;在再结晶区粗轧阶段,终轧温度>{1030-360[Si]}℃,[Si]为钢板中Si的质量百分比;在非再结晶区精轧阶段,终轧温度为805~835℃;
所述控制冷却工序中,钢板的冷却速度为
Figure 192211DEST_PATH_IMAGE001
,t为钢板的厚度。
作为本发明一优选实施方式,40mm≤t≤60mm时,对再结晶区粗轧阶段所得的中间坯进行冷却至820~860℃后待温,之后再进行非再结晶区精轧,待温时间≥20s。
作为本发明一优选实施方式,所述控制冷却工序中,采用多功能间歇式冷却系统对钢板进行水冷冷却,钢板的的入水温度为785~815℃,出水温度为240~280℃。
作为本发明一优选实施方式,所述钢液冶炼工序中,采用铁水预脱硫、转炉冶炼、LF精炼、RH真空精炼的流程进行炼钢;其中,所述RH真空精炼工序中,采用RH循环脱气设备进行真空脱气,而后向钢液中喂入硅钙线对夹杂物变性并进行软搅拌处理,硅钙线的喂入速度为4~5m/s,硅钙线的喂入总长度为250~350m,软搅拌时间≥8min。
作为本发明一优选实施方式,所述铁水预脱硫工序中,铁水出站时的温度≥1350℃,S≤0.002%,P≤0.011%。
作为本发明一优选实施方式,所述转炉冶炼工序中,转炉终渣的碱度R为3.8~4.2,渣料中MgO的含量为8~10%,出钢时钢液中的S≤0.005%,P≤0.007%,出钢温度为1610~1650℃,出钢15%时按照铝、硅铁、金属锰、石灰的顺序向钢液中加入合金及渣料,出钢开始至出钢75%期间钢包底吹氩气的压力为0.5~0.6MPa,出钢75%至出钢结束期间钢包底吹氩气的压力为0.4~0.5MPa。
作为本发明一优选实施方式,所述LF精炼工序中,加渣料及合金时钢包底吹氩气的压力为0.5~0.6MPa,加热期间钢包底吹氩气的压力为0.4~0.6MPa,造渣结束后渣料中的CaO/Al2O3=1.7~1.9,出钢温度为TL+80℃~TL+90℃,其中,TL为液相线温度。
作为本发明一优选实施方式,所述连铸工序中,中间包温度为1540~1550℃;连铸坯的宽度≤1850mm时,连铸过程中的拉速为0.70±0.05m/min,连铸坯的宽度>1850mm时,连铸过程中的拉速为0.65±0.05m/min。
作为本发明一优选实施方式,所述连铸工序中,采用大包长水口及氩封、中间包覆盖剂、浸入式水口进行全保护浇注,浸入式水口的浸入深度为120~180mm,结晶器液面波动范围为±2mm,保护渣的液渣层厚度为9~12mm,中间包覆盖剂采用低碳碱性覆盖剂加碳化稻壳。
为实现上述发明目的,本发明一实施方式提供了一种低屈强比高低温韧性钢板,其采用如前所述的生产方法制备而成。
作为本发明一优选实施方式,所述钢板的组织为准多边形铁素体+针状铁素体+珠光体的复相组织,其中,准多边形铁素体的比例为60%~75%,针状铁素体的比例为10%~37%,珠光体的比例为3%~15%。
作为本发明一优选实施方式,所述钢板的A、B、C、D四类夹杂物的评级之和≤2.5级,所述钢板的中心偏析等级优于B类0.5级。
作为本发明一优选实施方式,所述钢板的厚度t≤60mm,屈服强度为355~440MPa,抗拉强度为490~610MPa,屈强比≤0.8,钢板的厚度t≥16mm时,钢板的Z向拉伸断面收缩率≥65%。
作为本发明一优选实施方式,所述钢板1/2厚度处的-80℃低温冲击功≥200J,-100℃低温冲击功≥100J;采用15~50kJ/cm的热输入进行埋弧焊时,焊接接头热影响区的-80℃低温冲击功≥120J;采用15~25kJ/cm的热输入进行药芯焊丝电弧焊时,焊接接头热影响区的-80℃低温冲击功≥120J。
与现有技术相比,本发明的有益效果包括:
(1)在化学成分优化设计的基础上,采用低碳低锰低合金成分体系,大大降低了生产成本、提升钢板的低温韧性和焊接性能,进一步结合生产工艺的整体配合,尤其是两阶段控制轧制和控制冷却工序的精确控制,不仅实现了钢板组织的精准调控,避免钢板中心出现严重的混晶组织,从而降低钢板的屈强比,提升钢板的低温韧性、焊接性能等综合性能,并且取消了现有技术中正火、调质热处理、堆垛缓冷等工序,简化了生产流程,降低了生产难度,提高了生产效率,提高了钢板的使用安全性,有利于其应用于船舶和液化石油气储运;
(2)本发明的生产方法所制备的钢板具有高强度、低屈强比的优点,而且钢板的低温冲击韧性和焊接接头的低温冲击性能优异,具体地,钢板的组织为准多边形铁素体+针状铁素体+珠光体的复相组织,A、B、C、D四类夹杂物的评级之和≤2.5级,所述钢板的中心偏析等级优于B类0.5级,屈服强度为355~440MPa,抗拉强度为490~610MPa,屈强比≤0.8,钢板的厚度t≥16mm时,钢板的Z向拉伸断面收缩率≥65%;钢板1/2厚度处的-80℃低温冲击功≥200J,-100℃低温冲击功≥100J;采用15~50kJ/cm的热输入进行埋弧焊时,焊接接头热影响区的-80℃低温冲击功≥120J;采用15~25kJ/cm的热输入进行药芯焊丝电弧焊时,焊接接头热影响区的-80℃低温冲击功≥120J。
附图说明
图1是本发明实施例1中的钢板的1/2厚度处的金相组织图;
图2是本发明实施例4中的钢板的1/4厚度处的金相组织图;
图3是本发明实施例4中的钢板的1/2厚度处的金相组织图。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明做进一步的介绍,但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
本发明一实施方式提供了一种低屈强比高低温韧性钢板的生产方法以及采用该生产方法制备而成的低屈强比高低温韧性钢板。
所述钢板的化学成分以质量百分比计包括:C 0.06~0.09%,Si 0.15~0.25%,Mn1.10~1.20%,Ni 0.15~0.30%,Nb 0.015~0.025%,Ti 0.005~0.015%,Alt 0.045~0.070%,N≤0.005%,O≤0.002%,P≤0.010%,S≤0.003%,余量为铁和不可避免的杂质。
各化学成分的作用具有以下特征:
C:作为钢中主要的强化元素,可提高钢的淬透性及强度,但C>0.09%时,生产过程中需要在连铸工序采用专用保护渣以避免液面波动较大而在连铸坯表面产生纵裂,C含量过高还会导致相变时产生较多的马氏体/奥氏体(M/A)组元,恶化钢板的低温韧性和焊接性能,本发明中C含量范围控制为0.06~0.09%;
Si:是钢中常见的脱氧元素,而且具有固溶强化和抑制珠光体转变的作用,但过高的Si易导致M/A含量增加,对钢板的低温韧性和焊接HAZ区韧性不利,本发明中Si含量范围控制为0.15~0.25%;
Mn:是钢中重要的固溶强化元素,但过高的Mn容易形成夹杂物、加重中心偏析,影响钢板心部的低温韧性和Z向拉伸性能,恶化钢的焊接性能,本发明中Mn含量范围控制为1.10~1.20%;
Ni:可提高裂纹形核功,提高焊接接头热影响区低温冲击韧性,本发明中Ni含量范围控制在0.15~0.30%;
Nb:是钢中重要的细化晶粒元素,可以促进针状铁素体的形成,提高钢的强度,改善低温韧性,但Nb含量过高会恶化焊接接头热影响区的低温韧性,本发明中Nb含量范围控制为0.015~0.025%;
Ti:是重要的脱氮、脱氧元素以及微合金强化元素,具有析出强化和细晶强化作用,本发明中Ti含量范围控制为0.005~0.015%;
Al:是钢中重要的脱氧和细晶元素,可提高裂纹扩展阻力,提高焊接接头热影响区的低温冲击韧性,本发明中Alt含量范围控制为0.045~0.070%,还可以降低冶炼难度,避免浇铸过程中堵塞水口;
N、O、P、S:是钢中的杂质元素,容易产生非金属夹杂物和中心偏析,而且对钢的低温冲击韧性和焊接性能不利,因此本发明中控制N≤0.005%,O≤0.002%,P≤0.010%,S≤0.003%。
在工艺流程方面,如前所述,所述生产方法包括依序进行的如下工序:
(1)钢液冶炼工序:将铁水冶炼成钢液。
具体地,采用铁水预脱硫、转炉冶炼、LF精炼、RH真空精炼的流程进行炼钢。
优选地,铁水预脱硫工序中,对铁水进行预脱硫,铁水出站时的的温度≥1350℃,S≤0.002%,P≤0.011%。通过优化高炉铁水的成分,将铁水中的S和P含量降至较低的水平,不仅可以保证良好的脱磷效果,有利于提高最终制得的钢板的低温韧性,还可以避免后续精炼工序中因大量脱硫而产生卷渣或强烈的渣金反应,从而减少了钢液中大尺寸夹杂物的产生,可以有效控制夹杂物的类型、降低夹杂物的尺寸。
优选地,转炉冶炼工序中,将预脱硫后的铁水送入转炉中与废钢混合成钢液进行冶炼,转炉终渣的碱度R为3.8~4.2,渣料中MgO的含量为8~10%,出钢时钢液中的S≤0.005%,P≤0.007%,出钢温度为1610~1650℃,出钢15%时按照铝、硅铁、金属锰、石灰的顺序向钢液中加入合金及渣料,出钢开始至出钢75%期间钢包底吹氩气的压力为0.5~0.6MPa,出钢75%至出钢结束期间钢包底吹氩气的压力为0.4~0.5MPa。
更优选地,转炉的总装入量为200±2吨,废钢采用优质废钢,并向钢液中加入500kg镍板。
优选地,LF精炼工序中,对转炉冶炼后的钢液进行化学成分调整、温度调控、以及夹杂物调控,加渣料及合金时钢包底吹氩气的压力为0.5~0.6MPa,加热期间钢包底吹氩气的压力为0.4~0.6MPa,造渣结束后渣料中的CaO/Al2O3=1.7~1.9,出钢温度为TL+80℃~TL+90℃,其中,TL为液相线温度。
优选地,RH真空精炼工序中,采用RH循环脱气设备进行真空脱气,而后向钢液中喂入硅钙线对夹杂物变性并进行软搅拌处理,硅钙线的喂入速度为4~5m/s,硅钙线的喂入总长度为250~350m,软搅拌时间≥8min,从而可以减少大颗粒夹杂物。
更优选地,真空脱气步骤的真空度<2mBar,脱气时间≥15min。
更优选地,软搅拌处理后向钢液中喂入0.45kg/t的Ti-Fe包芯线进行合金化处理,之后进行净循环处理,净循环处理时间≥5min,出钢温度为TL+45℃~TL+65℃,其中,TL为液相线温度。通过在此工序中喂入Ti-Fe包芯线,有利于Ti的氮化物和氧化物的稳定控制,结合充分的净循环,可以获得数量充足、尺寸适中、分布均匀的夹杂物,有利于提高最终制备的钢板的焊接性能。
通过钢液冶炼工序,可以对钢液中的夹杂物进行有效控制,避免夹杂物过多过大而造成应力集中,避免微裂纹在夹杂物上形核之后聚合、扩散而导致最终制备的钢板断裂,提高钢板的低温冲击韧性和焊接接头的低温冲击性能。
(2)连铸:将冶炼所得钢液浇铸成连铸坯。
优选地,中间包温度为1540~1550℃;连铸坯的宽度≤1850mm时,连铸过程中的拉速为0.70±0.05m/min,连铸坯的宽度>1850mm时,连铸过程中的拉速为0.65±0.05m/min,以控制中心偏析,从而提高低温冲击韧性和焊接接头的低温冲击性能。
优选地,采用大包长水口及氩封、中间包覆盖剂、浸入式水口进行全保护浇注,浸入式水口的浸入深度为120~180mm,结晶器液面波动范围为±2mm,保护渣的液渣层厚度为9~12mm,中间包覆盖剂采用低碳碱性覆盖剂加碳化稻壳。
(3)加热:对所得连铸坯进行加热。
(4)两阶段控制轧制
将连铸坯依次采用再结晶区粗轧、非再结晶区精轧,轧制成厚度t≤60mm的钢板;在再结晶区粗轧阶段,终轧温度>{1030-360[Si]}℃,[Si]为钢板中Si的质量百分比;在非再结晶区精轧阶段,终轧温度为805~835℃。这样不仅可以实现钢板组织的优化调控,使钢板的组织为钢板的组织为准多边形铁素体+针状铁素体+珠光体的复相组织,还可以避免钢板中心出现严重的混晶组织而降低钢板心部的低温冲击韧性。
优选地,40mm≤钢板厚度t≤60mm时,对再结晶区粗轧阶段所得的中间坯进行冷却至820~860℃后待温,之后再进行非再结晶区精轧,待温时间≥20s,不仅可以细化40~60mm厚度范围内的钢板的心部组织,优化板形,优化低温韧性,还可以缩短轧制时间,提高生产效率。
(5)控制冷却
钢板的冷却速度为
Figure 578193DEST_PATH_IMAGE001
,t为钢板的厚度,且t为8~60mm。
优选地,采用多功能间歇式冷却系统对钢板进行水冷冷却,钢板的的入水温度为785~815℃,出水温度为240~280℃。
本发明一实施方式还提供了一种低屈强比高低温韧性钢板,采用如上所述的低屈强比高低温韧性钢板的生产方法制备而成。
该低屈强比高低温韧性钢板通过对化学成分设计方案的优化设计,结合对生产工艺的全流程控制,最终制备得到的钢板的组织为准多边形铁素体+针状铁素体+珠光体的复相组织,其中,准多边形铁素体的比例为60%~75%,针状铁素体的比例为10%~37%,珠光体的比例为3%~15%,使钢板具有低屈强比。
经检测,该低屈强比高低温韧性钢板中,A、B、C、D四类夹杂物的评级之和≤2.5级,所述钢板的中心偏析等级优于B类0.5级,从而可以使钢板具有优异的焊接性能,低温冲击韧性和焊接接头低温冲击性能。
经测试,该低屈强比高低温韧性钢板的厚度t≤60mm,屈服强度为355~440MPa,抗拉强度为490~610MPa,屈强比≤0.8,钢板的厚度t≥16mm时,钢板的Z向拉伸断面收缩率≥65%。
经测试,该低屈强比高低温韧性钢板1/2厚度处的-80℃低温冲击功≥200J,-100℃低温冲击功≥100J;采用15~50kJ/cm的热输入进行埋弧焊时,焊接接头热影响区的-80℃低温冲击功≥120J;采用15~25kJ/cm的热输入进行药芯焊丝电弧焊时,焊接接头热影响区的-80℃低温冲击功≥120J。也就是说,在低于-80℃的低温条件下,该钢板仍然具有优异的低温韧性,而且焊接质量优异,可以满足船舶和液化石油气储运对使用安全性的高要求。
为使本发明一实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合依照本发明一实施方式的实施例1~4,来进一步说明本实施方式。显然,所描述的实施例1~4是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。
具体地,实施例1~4均采用本发明的所述生产方法,制备出低屈强比高低温韧性钢板,实施例1~4的钢板的化学成分参表1。
[表1]
Figure DEST_PATH_IMAGE002
对于各个实施例的钢板的生产方法,均是采用包括依序进行的铁水预脱硫、转炉冶炼、LF精炼、RH真空精炼、连铸、加热、两阶段控制轧制、控制冷却的工艺路线制备而成。其中各个工序的具体操作请参前文所述,于此不再重复。
对4个实施例中的钢板分别取样进行金相组织检测、夹杂物评级、中心偏析评级,4个实施例的钢板厚度、组织、夹杂物评级、中心偏析评级结果请参表2所示。
其中,金相组织图参附图1~3,图1是本发明实施例1中的钢板的1/2厚度处的金相组织图;图2是本发明实施例4中的钢板的1/4厚度处的金相组织图;图3是本发明实施例4中的钢板的1/2厚度处的金相组织图。这里需要说明的是,实施例1的钢板厚度较小,故仅对钢板1/2厚度处取样进行检测。
[表2]
Figure 764455DEST_PATH_IMAGE003
从表2可以看出,按照本实施方式予以生产的实施例1~4的钢板的组织均为准多边形铁素体+针状铁素体+珠光体的复相组织,其中,准多边形铁素体的比例为60%~75%,针状铁素体的比例为10%~37%,珠光体的比例为3%~15%;实施例1~4的钢板的A、B、C、D四类夹杂物的评级之和均≤2.5级,中心偏析等级均优于B类0.5级。
对实施例1~4的钢板分别取样进行力学性能检测,测得屈服强度、抗拉强度、屈强比、Z向拉伸断面收缩率以及钢板1/2厚度处的低温冲击功结果参表3。
[表3]
Figure DEST_PATH_IMAGE004
由表3可以得出,实施例1~4所得钢板的屈服强度为355~440MPa,抗拉强度为490~610MPa,屈强比≤0.8,钢板的厚度t≥16mm时,钢板的Z向拉伸断面收缩率≥65%;钢板1/2厚度处的-80℃低温冲击功≥200J,-100℃低温冲击功≥100J,强度高、低温韧性高、屈强比低。
对实施例4的钢板取样进行埋弧焊,热输入量分别为15kJ/cm和50kJ/cm时,焊接接头热影响区1/2厚度处熔合线FL、FL+2、FL+5处的-80℃低温冲击功检测结果如表4所示,其中每个检测位置示出了三个取样检测结果。对实施例4的钢板取样进行药芯焊丝电弧焊,热输入量为15~25kJ/cm时,焊接接头热影响区1/2厚度处熔合线FL、FL+2、FL+5处的-80℃低温冲击功检测结果如表4所示,其中每个检测位置示出了三个取样检测结果。
[表4]
Figure 97347DEST_PATH_IMAGE005
这里需要说明的是,钢板厚度越大,钢板1/2厚度处的焊接性能越差,故此处仅对实施例4的焊接性能进行测试,而实施例1~3的钢板厚度均小于实施例4的钢板厚度,故实施例1~3的钢板的焊接性能均优于实施例4。
从表4可以看出,按照本实施方式予以生产的实施例1~4的钢板在低于-80℃的低温条件下,仍然具有优异的低温韧性,而且焊接质量优异,可以满足船舶和液化石油气储运对使用安全性的高要求。
应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施方式中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明,它们并非用以限制本发明的保护范围,凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种低屈强比高低温韧性钢板的生产方法,其特征在于,所述钢板的化学成分以质量百分比计包括:C0.06~0.09%,Si0.15~0.25%,Mn1.10~1.20%,Ni0.15~0.30%,Nb0.015~0.025%,Ti0.005~0.015%,Alt0.045~0.070%,N≤0.005%,O≤0.002%,P≤0.010%,S≤0.003%,余量为铁和不可避免的杂质;所述钢板的组织为准多边形铁素体+针状铁素体+珠光体的复相组织,其中,准多边形铁素体的比例为60%~75%,针状铁素体的比例为10%~37%,珠光体的比例为3%~15%;
所述生产方法包括依序进行的钢液冶炼、连铸、加热、两阶段控制轧制和控制冷却工序;
所述两阶段控制轧制工序中,将连铸坯依次采用再结晶区粗轧、非再结晶区精轧,轧制成钢板;在再结晶区粗轧阶段,终轧温度>{1030-360[Si]}℃,[Si]为钢板中Si的质量百分比;在非再结晶区精轧阶段,终轧温度为805~835℃;
所述控制冷却工序中,采用多功能间歇式冷却系统对钢板进行水冷冷却,钢板的入水温度为785~815℃,出水温度为240~280℃,钢板的冷却速度为
Figure 293514DEST_PATH_IMAGE002
,t为钢板的厚度。
2.根据权利要求1所述的低屈强比高低温韧性钢板的生产方法,其特征在于,40mm≤t≤60mm时,对再结晶区粗轧阶段所得的中间坯进行冷却至820~860℃后待温,之后再进行非再结晶区精轧,待温时间≥20s。
3.根据权利要求1所述的低屈强比高低温韧性钢板的生产方法,其特征在于,所述钢液冶炼工序中,采用铁水预脱硫、转炉冶炼、LF精炼、RH真空精炼的流程进行炼钢;其中,所述RH真空精炼工序中,采用RH循环脱气设备进行真空脱气,而后向钢液中喂入硅钙线对夹杂物变性并进行软搅拌处理,硅钙线的喂入速度为4~5m/s,硅钙线的喂入总长度为250~350m,软搅拌时间≥8min。
4.根据权利要求3所述的低屈强比高低温韧性钢板的生产方法,其特征在于,所述铁水预脱硫工序中,铁水出站时的温度≥1350℃,S≤0.002%,P≤0.011%。
5.根据权利要求3所述的低屈强比高低温韧性钢板的生产方法,其特征在于,所述转炉冶炼工序中,转炉终渣的碱度R为3.8~4.2,渣料中MgO的含量为8~10%,出钢时钢液中的S≤0.005%,P≤0.007%,出钢温度为1610~1650℃,出钢15%时按照铝、硅铁、金属锰、石灰的顺序向钢液中加入合金及渣料,出钢开始至出钢75%期间钢包底吹氩气的压力为0.5~0.6MPa,出钢75%至出钢结束期间钢包底吹氩气的压力为0.4~0.5MPa。
6.根据权利要求3所述的低屈强比高低温韧性钢板的生产方法,其特征在于,所述LF精炼工序中,加渣料及合金时钢包底吹氩气的压力为0.5~0.6MPa,加热期间钢包底吹氩气的压力为0.4~0.6MPa,造渣结束后渣料中的CaO/Al2O3=1.7~1.9,出钢温度为TL+80℃~TL+90℃,其中,TL为液相线温度。
7.根据权利要求1所述的低屈强比高低温韧性钢板的生产方法,其特征在于,所述连铸工序中,中间包温度为1540~1550℃;连铸坯的宽度≤1850mm时,连铸过程中的拉速为0.70±0.05m/min,连铸坯的宽度>1850mm时,连铸过程中的拉速为0.65±0.05m/min。
8.根据权利要求7所述的低屈强比高低温韧性钢板的生产方法,其特征在于,所述连铸工序中,采用大包长水口及氩封、中间包覆盖剂、浸入式水口进行全保护浇注,浸入式水口的浸入深度为120~180mm,结晶器液面波动范围为±2mm,保护渣的液渣层厚度为9~12mm,中间包覆盖剂采用低碳碱性覆盖剂加碳化稻壳。
9.一种低屈强比高低温韧性钢板,其特征在于,所述钢板采用如权利要求1~8任一项所述的生产方法制备而成。
10.根据权利要求9所述的低屈强比高低温韧性钢板,其特征在于,所述钢板的A、B、C、D四类夹杂物的评级之和≤2.5级,所述钢板的中心偏析等级优于B类0.5级。
11.根据权利要求9所述的低屈强比高低温韧性钢板,其特征在于,所述钢板的厚度t≤60mm,屈服强度为355~440MPa,抗拉强度为490~610MPa,屈强比≤0.8,钢板的厚度t≥16mm时,钢板的Z向拉伸断面收缩率≥65%。
12.根据权利要求9所述的低屈强比高低温韧性钢板,其特征在于,所述钢板1/2厚度处的-80℃低温冲击功≥200J,-100℃低温冲击功≥100J;采用15~50kJ/cm的热输入进行埋弧焊时,焊接接头热影响区的-80℃低温冲击功≥120J;采用15~25kJ/cm的热输入进行药芯焊丝电弧焊时,焊接接头热影响区的-80℃低温冲击功≥120J。
CN202210846315.2A 2022-07-19 2022-07-19 低屈强比高低温韧性钢板及其生产方法 Active CN114921713B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210846315.2A CN114921713B (zh) 2022-07-19 2022-07-19 低屈强比高低温韧性钢板及其生产方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210846315.2A CN114921713B (zh) 2022-07-19 2022-07-19 低屈强比高低温韧性钢板及其生产方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114921713A CN114921713A (zh) 2022-08-19
CN114921713B true CN114921713B (zh) 2022-11-18

Family

ID=82816049

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210846315.2A Active CN114921713B (zh) 2022-07-19 2022-07-19 低屈强比高低温韧性钢板及其生产方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114921713B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116791009B (zh) * 2023-08-28 2023-11-07 张家港宏昌钢板有限公司 适用于超大热输入焊接的大厚度钢板及其生产方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103510000A (zh) * 2012-06-25 2014-01-15 广东韶钢松山股份有限公司 高韧性低ndt温度的船舶及海洋工程用钢材及生产工艺
CN104342600A (zh) * 2014-10-28 2015-02-11 武汉钢铁(集团)公司 非正火型桥梁用中厚钢板及其制造方法
CN107419176A (zh) * 2017-08-07 2017-12-01 武汉钢铁有限公司 具有高表面质量且抗拉强度490MPa级的热轧酸洗钢及制造方法
CN109161671A (zh) * 2018-10-10 2019-01-08 江阴兴澄特种钢铁有限公司 一种大线能量焊接用高强度eh36钢板及其制造方法
CN109440009A (zh) * 2018-12-05 2019-03-08 南京钢铁股份有限公司 一种tmcp态船舶voc储罐用低温钢板及制造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103510000A (zh) * 2012-06-25 2014-01-15 广东韶钢松山股份有限公司 高韧性低ndt温度的船舶及海洋工程用钢材及生产工艺
CN104342600A (zh) * 2014-10-28 2015-02-11 武汉钢铁(集团)公司 非正火型桥梁用中厚钢板及其制造方法
CN107419176A (zh) * 2017-08-07 2017-12-01 武汉钢铁有限公司 具有高表面质量且抗拉强度490MPa级的热轧酸洗钢及制造方法
CN109161671A (zh) * 2018-10-10 2019-01-08 江阴兴澄特种钢铁有限公司 一种大线能量焊接用高强度eh36钢板及其制造方法
CN109440009A (zh) * 2018-12-05 2019-03-08 南京钢铁股份有限公司 一种tmcp态船舶voc储罐用低温钢板及制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114921713A (zh) 2022-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2022022066A1 (zh) 一种极地海洋工程用钢板及其制备方法
CN111926259B (zh) 一种大线能量焊接用低合金钢及其制备方法
CN114277314B (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
EP4089199B1 (en) Low temperature-resistant hot-rolled h-type steel for 355mpa marine engineering and preparation method therefor
CN101928885A (zh) 抗硫化氢腐蚀管线用钢及其生产方法
CN111926253B (zh) 一种耐硫化氢腐蚀高强韧性正火钢及其制造方法
CN113846260B (zh) 一种工程机械用高强度钢板的生产方法
WO2022267173A1 (zh) 一种海洋工程用调质处理高强度耐低温h型钢及其制备方法
CN114250416A (zh) 一种56kg级低屈强比超高强海工钢板及其制备方法
CN102586683B (zh) Ni系低温钢及制造方法、液化天然气储罐和运输船用船体
CN107829024A (zh) 一种700MPa级以上超高强度耐候钢板及其热连轧生产方法
CN114921713B (zh) 低屈强比高低温韧性钢板及其生产方法
CN114908295A (zh) 一种Z向性能优良的36kg级特厚船板钢及其生产方法
CN106591713A (zh) 高强度容器钢板及其制备方法
CN115786812B (zh) 大厚度低屈强比LNG储罐用9Ni钢板及其生产方法
CN115927952B (zh) 一种690MPa级抗氢致延迟断裂的低焊接裂纹敏感性调质钢及其制造方法
CN114480809B (zh) 500MPa级止裂钢板及其生产方法
CN114150231B (zh) 一种高断裂韧性420MPa级海工平台用钢板及制备方法
CN114381652B (zh) 一种低密度移动压力容器用耐蚀钢、钢板及其制造方法
CN114378480A (zh) 大热输入埋弧焊焊丝钢盘条及其制备方法、大热输入埋弧焊焊丝、大热输入焊接方法
CN117701998B (zh) 500MPa级海洋工程用钢板及其制备方法
CN114381661B (zh) 一种eh36级钢板及其制备方法
CN112831720B (zh) 一种440MPa级极地船体用钢及其制备方法
CN114908284B (zh) 一种耐冲撞破裂船体结构用钢及其制造方法
CN117684082A (zh) 高断裂韧性钢板的生产方法

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
CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: 215624 Shagang science and technology building, Yongxin Road, Jinfeng Town, Zhangjiagang City, Suzhou City, Jiangsu Province

Patentee after: INSTITUTE OF RESEARCH OF IRON & STEEL, JIANGSU PROVINCE/SHA-STEEL, Co.,Ltd.

Country or region after: China

Patentee after: Jiangsu Shagang Steel Co.,Ltd.

Address before: 215624 Shagang science and technology building, Yongxin Road, Jinfeng Town, Zhangjiagang City, Suzhou City, Jiangsu Province

Patentee before: INSTITUTE OF RESEARCH OF IRON & STEEL, JIANGSU PROVINCE/SHA-STEEL, Co.,Ltd.

Country or region before: China

Patentee before: ZHANGJIAGANG HONGCHANG STEEL PLATE Co.,Ltd.