一種降低超高強度海工鋼屈強比的熱處理工藝，采用臨界溫度淬火+高溫短時回火，即淬火溫度為Ac3±20℃，保溫時間為1.4-1.8min/mm；回火溫度為Ac1?(80-150)℃，保溫時間為0.5-2.0min/mm；得到低屈強比的超高強度海工鋼。本發明專利技術在保證鋼板強韌性匹配的情況下，顯著降低超高強度海工鋼的屈強比，使其完全滿足需要420MPa-690MPa級及690MPa級以上超高強度海工鋼的船體結構和海洋平臺等。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于超高強度海工鋼熱處理
，具體的說是一種降低超高強度海工鋼屈強比的熱處理工藝。
技術介紹
隨著國家《國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要》和《海洋工程裝備制造業中長期發展規劃》實施，將促進海洋工程裝備制造業的發展，加大對高端海洋工程用鋼的需求。由于海洋工程服役時間長，采用的鋼板必須具有高強度、高韌性、抗疲勞、抗層狀撕裂、良好的焊接性及耐海水腐蝕等特性。當前，國際工程用鋼主要是屈服強度為355MPa、420MPa、460MPa的鋼材。自升式海洋平臺的粧腿、懸臂梁、升降齒條機構等需要460MPa-690MPa級及690MPa級以上的高強鋼等專用鋼。—般來說，在采用各種強化機制提高海工鋼強度的同時，其屈強比將不可避免地上升，但對于某些具有特殊用途的海工鋼，出于安全考慮，對海工鋼的屈強比有嚴格要求。例如，英國勞氏船級社明確要求420MPa-690MPa級超高強度海工鋼屈強比< 0.94。以Q+T(淬火+回火)狀態交貨的超高強度海工鋼必須采用適當的熱處理工藝，以提高其強韌性的匹配。深入研究超高強度海工鋼的熱處理工藝，通過優化工藝參數，摸清熱處理工藝參數和超高強度海工鋼屈強比的關系，對超高強度海工鋼的應用及其發展有著重要的意義。采用Q+T(淬火+回火)工藝熱處理的超高強度海工鋼，淬火溫度為890_930°C，保溫時間為1.4-1.8min/mm；回火溫度為580_650°C，保溫時間為2.5-4.5min/mm。對于Q+T處理的超高強度海工鋼，顯微組織為回火馬氏體，屈強比很難降低到0.94以下。為適應海工鋼高強韌化的發展趨勢，開發具有低屈強比的高強度鋼板具有重要的市場價值。TMCP(控乳控冷)工藝，可以降低超高強度鋼的屈強比。鋼坯經過兩階段乳制，乳后快速(或超快)冷卻，可以在保證強度的同時，實現了高的低溫韌性和低的屈強比，廣泛用于超高強度低屈強比的結構、橋梁、建筑、管線用鋼;但是不能滿足以Q+T狀態交貨的超高強度海工鋼。例如現有專利(具有優良低溫韌性的高強度且低屈強比的結構用鋼，CN200880117319.5、一種低屈強比高性能橋梁鋼及其制造方法，CN201510021680.X、低屈強比高強度厚板及其制備工藝，CN201010127855.2、等)和文獻(780MPa級低屈強比建筑結構用鋼組織調控與工藝開發，東北大學博士論文，2012、新一代控制乳制和控制冷卻技術與創新的熱乳過程，東北大學學報，2009、超快冷工藝生產高綱級管線鋼的研究，武漢科技大學博士論文，2014、等)報道。通過TMCP+熱處理工藝，例如TMCP+Q+T (控乳控冷+淬火+回火)、TMCP+L+T (控乳控冷+亞溫淬火+回火)、TMCP+T(控乳控冷+回火)，也可以降低超高強度鋼的屈強比，同時保持良好的低溫韌性，可以獲得高韌性低屈強比鋼板;但增加了乳鋼過程中的控冷工藝。例如現有專利(低屈強比低裂紋敏感性Q550CF調質鋼及生產方法，CN201410240349.2、一種低屈強比高韌性鋼板及其制造方法，CN201110287965.X、等)和文獻(低C含Cu NV-F690特厚板的精細組織和強韌性，金屬學報，2012、熱處理工藝對690MPa級低屈強比高強鋼組織性能的影響，材料熱處理學報，2013、等)報道。多步熱處理工藝，例如Q+L+T(淬火+兩相區淬火+回火)工藝，對降低鋼板的屈強比也是一種有效的方法，可顯著降低超高強度結構和船板鋼的屈強比；但增加了熱處理過程中的兩相區淬火工藝。例如現有專利(一種連鑄坯生產水電站用特厚鋼板的制造方法，CN201210576537.3、一種高強度高韌性低合金耐磨鋼及其制造方法，CN201010200002.7、釩硼微合金化高強鋼及其熱處理工藝、CN201310532733.5、等)和文獻(熱處理工藝對NV-F690船板鋼組織和性能的影響，材料熱處理學報，2011、兩相區二次淬火對高強度船體鋼低溫韌性的影響，金屬熱處理，2012、等)報道。L+T(兩相區淬火+回火)和N+T(正火+回火)工藝，鋼板可以達到很低的屈強比；但強度卻大幅下降，有可能不能滿足超高強度鋼的要求。例如現有文獻(熱處理工藝對低屈強比高強度結構鋼組織與性能的影響，金屬熱處理，2014、等)報道。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是: 針對現有技術中超高強度海工鋼屈強比過高(>0.94)，鋼板通過熱乳之后如何通過簡單的熱處理工藝改變組織形態，在保證鋼板強韌性匹配的情況下，顯著降低超高強度海工鋼的屈強比。本專利技術解決以上技術問題的技術方案是: 一種降低超高強度海工鋼的屈強比的熱處理工藝，采用臨界溫度淬火+高溫短時回火，即淬火溫度為Ac3±20°C(注:Ac3為亞共析鋼加熱時，鐵素體完全轉變為奧氏體的溫度)，保溫時間為1.4-1.81^11/111111;回火溫度為4(31-(80-150)°(3(注:4(31為亞共析鋼加熱時，鐵素體開始轉變為奧氏體的溫度)，保溫時間為0.5-2.0min/mm。其中，臨界溫度淬火具體為:淬火溫度為Ac3 土 20°C，保溫時間為1.4-1.8min/mm，然后水冷至室溫，得到均勻細小的奧氏體晶粒，淬火后組織主要為板條馬氏體，同時保留部分針片狀鐵素體組織;形成的板條馬氏體組織作為硬相組織，使鋼具有高的抗拉強度;形成的針片狀鐵素體組織作為軟相組織，使鋼具有低的屈服強度和良好的伸長率，淬火后的鋼兼具低屈強比和高強度； 高溫短時回火具體為:回火溫度為Ac 1-( 80-150) °C，保溫時間為0.5-2.0min/mm，然后空冷至室溫，使鋼中鐵素體開始發生再結晶，相鄰的針片狀鐵素體發生合并，鐵素體尺寸變大，鋼的屈服強度降低，伸長率升高，并使板條馬氏體發生分解，大量的C原子脫溶形成滲碳體，馬氏體組織轉變為α-鐵素體和滲碳體，鋼的抗拉強度降低，而沖擊韌性明顯改善。其中，淬火加熱是在常化爐中進行，水冷過程中完成；回火加熱是在回火當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種降低超高強度海工鋼屈強比的熱處理工藝，其特征在于：采用臨界溫度淬火+高溫短時回火熱處理工藝，其中，所述臨界溫度淬火具體為：淬火溫度為Ac3±20℃，保溫時間為1.4?1.8min/mm，然后水冷至室溫，得到均勻細小的奧氏體晶粒，淬火后組織主要為板條馬氏體，同時保留部分針片狀鐵素體組織；形成的板條馬氏體組織作為硬相組織，使鋼具有高的抗拉強度；形成的針片狀鐵素體組織作為軟相組織，使鋼具有低的屈服強度和良好的伸長率，淬火后的鋼兼具低屈強比和高強度；所述高溫短時回火具體為：回火溫度為Ac1?(80?150)℃，保溫時間為0.5?2.0min/mm，然后空冷至室溫，使鋼中鐵素體開始發生再結晶，相鄰的針片狀鐵素體發生合并，鐵素體尺寸變大，鋼的屈服強度降低，伸長率升高，并使板條馬氏體發生分解，大量的C原子脫溶形成滲碳體，馬氏體組織轉變為α?鐵素體和滲碳體，鋼的抗拉強度降低，而沖擊韌性明顯改善。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：胡鋒，崔強，秦玉榮，
申請(專利權)人：南京鋼鐵股份有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32
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