專利名稱：一種355MPa級低焊接裂紋敏感性鋼板及生產方法
技術領域：
本發明屬于易焊接結構鋼技術領域，特別是提供了一種355MPa級低焊接裂紋敏感性鋼板及生產方法，是一種正火態屈服強度355MPa級低焊接裂紋敏感性鋼板，用于海上固定式采油平臺等易焊接鋼結構。
背景技術：
低焊接裂紋敏感性鋼易于焊接，焊接缺陷少，逐步得到用戶的青睞，其中焊接裂紋敏感指數 Pcm 是表征此類鋼板的指標，(Pcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Cr/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B)。目前生產中大多采用低C或超低C的Mn-Mo-Nb-B系貝氏體鋼，通過控軋控冷工藝，或者TMCP+回火，或者調質工藝生產各級別鋼板。而對于正火態的低焊接裂紋敏感性鋼 板，為保證鋼板的強度，其化學成分必須保證較高的碳當量，其相應的焊接裂紋敏感指數較高，因此開發正火態的低焊接裂紋敏感性鋼板，碳當量要低，并需選擇有效的鋼板強化機制和手段。南京鋼鐵公司申請號為201110358089的發明專利公開了一種焊接裂紋敏感性指數低于O. 23的355MPa級低合金鋼板的制造方法，鋼板的化學成分添加了 O. 060 O. 070%的V，生產工藝采用控軋控冷工藝軋制后，再經過880-920°C加熱、保溫I 1. 5min/mmX板厚、淬火機控制68(T720°C返紅的熱處理后交貨。其特點是成分采用釩合金化，并通過增大鋼板出加熱爐后的冷卻速度即利用淬火機的水冷來提高強度，不屬于正火處理范疇。鞍鋼股份有限公司申請號為200510047195. 6的發明專利公開了一種大線能量低焊接裂紋敏感性厚鋼板及其生產方法，其特點是化學成分為c :0. 06 O. 10%、Cr (O. 30%、Mo :0. 15 O. 30%、V :0. 02 O. 06%,生產工藝為控軋控冷+回火。舞陽鋼鐵有限責任公司申請號為200610018010的發明專利公開了一種低焊接裂紋敏感性鋼板及其生產方法，其化學成分組成c ( O. 07%, Cr ( O. 30%, Mo ( O. 30%，V彡O. 08%, Nb ( O. 08%, B彡O. 003%。特點是采用低C或超低C，Mn-Mo-Nb-B系低C貝氏體鋼，是通過控軋控冷+回火生產工藝生產610MPa鋼板。寶山鋼鐵股份有限公司申請號為200710093978的發明專利公開了一種屈服強度550MPa級低裂紋敏感性鋼板及其制造方法，特點是采用Mn-Mo-Nb-B系超低C貝氏體鋼?；瘜W成分包含 C 0. 005 O. 04%、Mn :1· 40 1. 85%、Cr ( O. 20%、Mo ( O. 20%、Nb 0. 04 O. 08%、B :0. 0005 O. 0020%，采用控制熱機械軋制和冷卻技術。鞍鋼股份有限公司申請號為201010291435的發明專利公開了一種610MPa級低焊接裂紋敏感性特厚鋼板及其制造方法。其成分C :0. 06% O. 10%、Cr :0. 05% O. 10%、Mo O. 10% O. 30%，其生產工藝為控軋控冷+回火。江蘇省沙鋼鋼鐵研究院有限公司申請號為201210113817的發明專利公開了一種低溫韌性優異的非調質低裂紋敏感性鋼板及其生產方法。其特點是化學成分為c 0. 05 O. 09%, N1:0. 10 O. 15%, Cr :0. 10 O. 18%, Mo :0. 10 O. 20%, Nb :0. 02 O. 04%, V O. 02 O. 05%，工藝采用控制軋制與控制冷卻技術。

發明內容
本發明的目的在于是提供了一種355MPa級低焊接裂紋敏感性鋼板及生產方法，是一種正火態屈服強度355MPa級低焊接裂紋敏感性鋼板。通過采用較低的碳含量和Nb、NiXu合金化，采用400mm連鑄坯和兩階段控制軋制+控制冷卻+正火處理生產工藝；生產的正火態10 80mm鋼板具有良好的強韌性，較低的焊接裂紋敏感性焊接指數和低的碳當量。主要依據是在控軋控冷中主要充分利用Nb的析出，在隨后的正火加熱時阻止奧氏體晶粒長大，達到細晶強化的作用。同時發揮正火處理鋼板性能均勻性作用，并利用銅的析出強化作用提高鋼板強度。本發明涉及一種正火態屈服強度355MPa級低焊接裂紋敏感性鋼板的生產方法，包括冶煉+連鑄+控軋控冷+正火處理，其特征在于該鋼的化學成分質量百分比為C0. 09 0. 13%, Si 0. 25 0. 35%,Mn1. 20 1. 50%, P ( 0. 015%，S ≤ 0. 005%, Al 0. 025 0. 04%, Nb 0. 02 0. 05%, Ti 0. 01 0. 03%, Cu 0. 10 0. 3%, Ni 0. 10 0. 3%,其余為
Fe和不可避免雜質。采用頂底復吹轉爐冶煉，并采用低鎳生鐵配鎳；連鑄坯型厚度規格為400mm,寬度在1800 2400mm ;鋼板采用兩階段控制軋制+控制冷卻+正火處理。生產的正火態10 80mm鋼板具有良好的強韌性，屈服強度大于355MPa，焊接裂紋敏感性焊接指數不大于0. 23%，碳當量小于0. 40%該發明的主要工藝措施(I)鋼種冶煉采用頂底復吹轉爐冶煉，控制各元素同時滿足Pcm不大于O. 23%和碳當量小于O. 40%,并采用低鎳生鐵配鎳。(2)鋼坯連鑄鑄坯厚度規格采用400mm，寬度在1800 2400mm之間，以保證鋼坯到鋼板的總壓縮比。(3)鋼坯加熱鋼坯冷裝入爐，加熱溫度在1150 1200°C之間，加熱時間在460 540min ；(4)控制軋制+控制冷卻在4300mm軋機上采用兩階段控制軋制，奧氏體再結晶軋制溫度100(Tl20(rC，待溫厚度不小于成品厚度的2倍，未再結晶開始軋制溫度850 900°C，控制終軋溫度790 840°C ;軋后水冷，終冷溫度500 550°C，冷速10 30°C /s。(5)正火處理正火處理溫度88(T930°C，在爐時間為鋼板厚度X1. 5 min/mm，保溫時間為5 30min，鋼板出爐后在空氣中自然冷卻至室溫。本發明的優點在于I)本發明與傳統的控軋控冷工藝的目的不同，本發明鋼板經嚴格的控軋控冷后，可以使含Nb第二相能夠充分析出，在隨后的正火加熱時阻止奧氏體晶粒長大，達到細化奧氏體后晶粒的作用。2)在本發明設計的工藝條件下，除能夠發揮正火處理鋼板性能均勻性作用外，還充分利用正火冷卻過程中銅的析出強化作用來保證鋼板強度。3)鋼板具有較低的焊接裂紋敏感性指數(< 0. 23%)，碳當量比較低有良好的焊接適應性，而且鋼中添加一定量的Ni和Cu，還可以提高鋼板的耐腐蝕性能。


圖1為80mm厚鋼板厚度方向1/4處金相組織。圖2為80mm厚鋼板心部金相組織。圖3為40mm厚鋼板厚度方向1/4處金相組織。圖4為40mm厚鋼板心部金相組織。實施例1按照本發明提供的成分設計和生產工藝，提供了 80mm厚鋼板的實例。除本說明書已經說明的外，本實施例采用連鑄還尺寸400mmX2000mmX2700mm,成品鋼板尺寸為80mmX2350mmXL(長度)，冷裝，加熱溫度1180°C，雙機架兩階段控軋，精軋開軋溫度875 V，終軋溫度820°C，待溫厚度為160mm，軋后水冷，終冷溫度540°C，正火溫度880°C，保溫15min。鋼板化學成分見表1，力學性能見表2，金相組織見圖1和圖2。表I 80mm鋼板的化學成分(重量，%)，余量為Fe和不可避免雜質
權利要求
1.一種355MPa級低焊接裂紋敏感性鋼板，其特征在于，化學成分質量百分比為C O. 09 O. 13%, Si O. 25 O. 35%, Mn1. 20 L 50%, P ( O. 015%, S ( O. 005%, Al O. 025 O. 04%, Nb O. 02 O. 05%, Ti O. 01 O. 03%, Cu O. 10 O. 3%, Ni O. 10 O. 3%,其余為Fe和不可避免雜質；采用頂底復吹轉爐冶煉，并采用低鎳生鐵配鎳；連鑄坯型厚度規格為 400mm,寬度在1800 2400mm ;鋼板采用兩階段控制軋制+控制冷卻+正火處理。
2.按照權利要求1所述的生產方法，其特征在于，各元素含量同時滿足Pcm不大于 O. 23%和碳當量小于O. 40%ο
3.—種權利要求1或2所述鋼板的生產方法，其特征在于，工藝中控制的技術參數如下(1)冶煉采用頂底復吹轉爐冶煉，控制各元素同時滿足Pcm不大于O.23%和碳當量小于O. 40%,并采用低鎳生鐵配鎳；(2)鋼坯連鑄鑄坯厚度規格采用400mm，寬度在1800 2400mm之間，以保證鋼坯到鋼板的總壓縮比；(3)鋼坯加熱鋼坯冷裝入爐，加熱溫度在1150 1200°C之間，加熱時間在460 540min ；(4)控制軋制+控制冷卻在4300mm軋機上采用兩階段控制軋制，奧氏體再結晶軋制溫度1000 1200°C，待溫厚度不小于成品厚度的2倍，未再結晶開始軋制溫度850 900°C，控制終軋溫度790 840°C ;軋后水冷，終冷溫度500 550°C，冷速10 30°C /s ；(5)正火處理正火處理溫度880 930°C，在爐時間為鋼板厚度X1. 5 min/mm，保溫時間為5 30min，鋼板出爐后在空氣中自然冷卻至室溫。
全文摘要
一種355MPa級低焊接裂紋敏感性鋼板及生產方法，屬于易焊接結構鋼技術領域。鋼板的成分為C 0.09～0.13%，Si 0.25～0.35%，Mn 1.20～1.50%，P≤0.015%，S≤0.005%，Al 0.025～0.04%，Nb 0.02～0.05%，Ti 0.01～0.03%，Cu 0.10～0.3%，Ni 0.10～0.3%，其余為Fe和不可避免雜質，Pcm不大于0.23%，碳當量小于0.40%；采用400mm厚度的連鑄鋼坯，生產采用兩階段控制軋制+控制冷卻+正火處理工藝。生產的正火態10～80mm鋼板具有良好的強韌性，屈服強度大于355MPa，焊接裂紋敏感性焊接指數不大于0.23%，碳當量小于0.40%，可用于海上固定式采油和鉆井平臺等易焊接鋼結構。
文檔編號C22C38/14GK103014498SQ20121056468
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月21日 優先權日2012年12月21日
發明者王彥鋒, 楊永達, 狄國標, 姜中行, 韓承良, 白學軍, 麻慶申, 王根磯, 劉美艷, 劉金剛, 樊艷秋, 何元春 申請人:首鋼總公司