專利名稱：一種應變時效性能優良的海洋工程用鋼板及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種海洋工程用鋼，具體地說是一種80_厚應變時效性能優良的海洋工程用鋼板及其制造方法。
背景技術：
隨著全球石油天然氣能源需求的急劇增長、陸地資源開采的難度日益加大，廣闊的海洋已經成為全球石油天然氣資源開采新的增長點，海洋工程裝備制造業也日益成為世界各國著力發展的重點領域。鑒于我國當前對能源戰略儲備的迫切需要，研發擁有自主知識產權的高強度、高韌性海洋工程用特厚鋼板，對于完善我國能源體系、抑制周邊國家對我國南海、東海等海域資源的掠奪，獨立開發海洋資源，保證國家能源安全具有重要意義。
厚度> 60 80mm高強韌性E36-Z35鋼板是海洋工程關鍵部位用鋼，應用在波浪、海潮、風暴及寒冷流冰等嚴峻的海洋工作環境中，支撐總重量超過數百噸的平臺及鉆井設備。這些使用特征決定了厚度> 60 80mm E36-Z35鋼板除必須具有①高純凈度，低S、P、夾雜物、氣體含量②高強韌性，滿足板厚1/4處-40°C沖擊功縱向> 50J (或橫向> 34J)等③良好的Z向抗層狀撕裂性能④良好的可焊性⑤高強度等性能指標，還應有優良的應變時效性能以便于更好地保證人員的安全以及提高海洋平臺的使用壽命。
鋼的應變時效是指在塑性變形時或塑性變形后固溶狀態的游離態的C、N與位錯相互作用，形成柯氏氣團，從而導致強度提高、韌性下降的力學冶金現象。海洋工程用鋼的應變時效主要是指海洋工程用鋼在制造過程中的應變時效，一旦發生應變時效脆化事故，往往是災難性的，頃刻間發生，防不勝防。

發明內容
為了解決上述問題，本發明的目的是提供一種應變時效性能優良的海洋工程用鋼板及其制造方法。該海洋工程用鋼適用性廣，沖擊性能、時效性能好；生產工藝穩定，機械性能優良。本發明的目的是通過以下技術方案來實現的
一種應變時效性能優良的海洋工程用鋼板，其特征在于該鋼板化學成分按重量百分比計為c 0. 08 0. 15%, Si 0. 20 0. 40%, Mn I. 00 I. 60%, P 彡 0. 010%, S 彡 0. 002%, Nb
0.025 0. 050%, V 0. 040 0. 065%, Ti 0. 005 0. 020%, Cr ( 0. 15%, Ni 0. 10 0. 40%,Cu ( 0. 15%, MoO. 04 0. 08%, Al 0. 0250 0. 040%, 0 ^ 20 ppm, N ^ 40 ppm, H ( 2ppm，余量為Fe及不可避免的雜質。優選的，該鋼板化學成分按重量百分比計為C 0.11%，Si 0. 20%, Mn I. 50%,PO. 009%, SO. 0013%, Nb 0. 035%, V 0. 050%, Ti 0. 008%, Cr 0. 06%, Ni 0. 39%, CuO. 15%,MoO. 08%, Al 0. 030%, 00. 0018%, N 彡 0. 0037%, HO. 00020%，余量為 Fe 及不可避免的雜質。
一種應變時效性能優良的海洋工程用鋼板的生產方法，其特征在于該方法具體要求如下
Cl)煉鋼及連鑄工藝鐵水脫硫后目標硫< O. 004% ;轉爐冶煉采用雙渣法脫磷，轉爐出鋼當渣；精煉采用白渣操作，白渣保持時間> 10分鐘，精煉總時間確保> 35分鐘；真空處理保持時間> 18分鐘；真空處理后進行鈣處理；連鑄中包目標溫度為液相線溫度+(10-20) °C，拉速穩定；
(2)軋制工藝采用控軋控冷工藝，為兩階段軋制；軋前連鑄坯加熱溫度1180°C 12500C ;粗軋溫度1000 1100°C ;精軋開軋溫度850 900°C ;軋后層流冷卻，終冷溫度550 720°C，冷卻速率5 15°C /s ;隨后空冷； (3)調質工藝淬火溫度為870 950°C，總保溫時間為162 202min，回火溫度為55(T680°C，總保溫時間為200 330min，得到應變時效性能優良的海洋工程用鋼板。本發明中，按照潔凈鋼的冶煉及控制鐵水預處理進行降硫；轉爐采用雙渣法降磷和出鋼擋渣防止回磷；保證白渣精煉時間，吸附夾雜物和減少鋼中的s、0等元素含量；使用鈣處理，改善夾雜物形態；真空處理，降低H、N等有害元素含量；最終得到內部質量較優良的連鑄坯。軋前連鑄坯加熱溫度1180°C 1250°C，既保證微合金元素完全固溶和又防止溫度過高導致晶粒長大；粗軋采用高溫低速大壓下來破碎柱狀晶和焊合坯料內部缺陷以及細化奧氏體晶粒；精軋后三道累計壓下率大于24%，通過未在結晶區的低溫大變形誘導鐵素體機制以及適當控冷工藝終冷溫度550 720°C，冷卻速率5 15°C /s，得到控制晶粒大小的目的。合理的調質工藝，淬火溫度為870 950°C，總保溫時間為162 202min，回火溫度為55(T680°C，總保溫時間為200 330min，起到以下三個目的(I)晶粒細化，阻礙了游離態C、N原子的遷移；(2)晶粒細化，提高沖擊性能，間接提高時效性能；(3)調質過程后有碳氮化物析出，降低了鋼中游離態的C、N原子。本發明具有如下優點
I、在GB712-2011和九大船級社標準的化學成分范圍之內，開發出應變時效性能優良80mm厚海洋工程用E36-Z35鋼板，對軋機負荷要求不是太高，一般的中厚板軋機均可生產，因此，適用性廣，適合國內大多數中厚板廠生產。2、通過潔凈鋼的冶煉，降低坯料偏析和疏松等內部缺陷，并有效地控制N元素的含量；通過粗軋高溫低速大壓下，破碎柱狀晶和細化奧氏體晶粒；通過精軋累積變形以及配合控冷，得到控制熱軋后晶粒大小的目的。3、通過合理的調質工藝可以(I)晶粒細化，阻礙了游離態C、N原子的遷移；(2)晶粒細化，提高沖擊性能，間接提高時效性能；(3)調質過程后有碳氮化物析出，降低了鋼中游離態的C、N原子。4、本發明的制造方法,生產工藝穩定,機械性能優良。本發明特別適用于80mm厚海洋工程用E36N-Z35鋼板中，具有高強度、高塑性、良好的Z向抗層狀撕裂性能，應變時效性能優良。


圖I為本發明的試驗鋼板厚1/4處在金相顯微鏡下典型的組織形貌圖。
具體實施例方式實施例I 4
實施例I 4的80mm厚應變時效性能優良的海洋工程用E36N-Z35鋼板的化學成分如表I所示
表I
權利要求
1.一種應變時效性能優良的海洋工程用鋼板，其特征在于該鋼板化學成分按重量百分比計為C O. 08 O. 15%, Si O. 20 O. 40%, Mn I. 00 I. 60%, P 彡 O. 010%, S 彡 O. 002%,Nb O. 025 O. 050%, V O. 040 O. 065%, Ti O. 005 O. 020%, Cr ( O. 15%, Ni O. 10 O.40%，Cu 彡 O. 15%，MoO. 04 O. 08%，Al O. 0250 O. 040%，O 彡 20 ppm, N ^ 40 ppm,H^2ppm,余量為Fe及不可避免的雜質。
2.根據權利要求I所述的應變時效性能優良的海洋工程用鋼板，其特征在于該鋼板化學成分按重量百分比計為C O. 11%, Si O. 20%, Mn I. 50%, PO. 009%, SO. 0013%,Nb O. 035%, V O. 050%, Ti O. 008%, Cr O. 06%, Ni O. 39%, CuO. 15%, MoO. 08%, Al O. 030%,00.0018%, N ^ O. 0037%, HO. 00020%，余量為Fe及不可避免的雜質。
3.—種權利要求I所述應變時效性能優良的海洋工程用鋼板的生產方法，其特征在于該方法具體要求如下(I)煉鋼及連鑄工藝鐵水脫硫后目標硫< O. 004% ;轉爐冶煉采用雙渣法脫磷，轉爐出鋼當渣；精煉采用白渣操作，白渣保持時間> 10分鐘，精煉總時間確保> 35分鐘；真空處理保持時間> 18分鐘；真空處理后進行鈣處理；連鑄中包目標溫度為液相線溫度+(10-20) °C，拉速穩定； (2)軋制工藝采用控軋控冷工藝，為兩階段軋制；軋前連鑄坯加熱溫度1180°C 12500C ;粗軋溫度1000 1100°C ;精軋開軋溫度850 900°C ;軋后層流冷卻，終冷溫度550 720°C，冷卻速率5 15°C /s ;隨后空冷； (3)調質工藝淬火溫度為870 950°C，總保溫時間為162 202min，回火溫度為55(T680°C，總保溫時間為200 330min，得到應變時效性能優良的海洋工程用鋼板。
4.根據權利要求3所述的應變時效性能優良的海洋工程用鋼板的生產方法，其特征在于步驟(I)中，按照潔凈鋼的冶煉及控制鐵水預處理進行降硫；轉爐采用雙渣法降磷和出鋼擋渣防止回磷；保證白渣精煉時間，吸附夾雜物和減少鋼中的S、0元素含量；使用鈣處理，改善夾雜物形態；真空處理，降低H、N有害元素含量；最終得到內部質量較優良的連鑄坯。
5.根據權利要求4所述的應變時效性能優良的海洋工程用鋼板的生產方法，其特征在于得到的連鑄板坯厚度為260mm，海洋工程用鋼板的厚度為80mm。
全文摘要
本發明公開了一種應變時效性能優良的海洋工程用鋼板及其制造方法，該鋼板化學成分按重量百分比計為C0.08～0.15%，Si0.20～0.40%，Mn1.00～1.60%，P≤0.010%，S≤0.002%，Nb0.025～0.050%，V0.040～0.065%，Ti0.005～0.020%，Cr≤0.15%，Ni0.10～0.40%，Cu≤0.15%，Mo0.04~0.08%，Al0.0250～0.040%，O≤20ppm，N≤40ppm，H≤2ppm，余量為Fe及不可避免的雜質。采用控軋控冷工藝，調質處理，得到的海洋工程用鋼板具有高強度、高塑性、良好的Z向抗層狀撕裂性能，應變時效性能優良。
文檔編號C22C38/50GK102828114SQ20121030944
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月28日 優先權日2012年8月28日
發明者崔強, 車馬俊, 吳年春, 尹雨群, 劉朝霞, 李恒坤, 鄧偉 申請人:南京鋼鐵股份有限公司