【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于低合金高強度鋼生產，涉及一種具有高均勻延伸率和低屈強比的eh550海洋工程用鋼板及其制造方法。
技術介紹
1、隨著深遠海油氣勘探技術的進步，對大型化海洋工程結構需求越來越多。為了實現大型結構輕量化和重心平衡的設計要求，使用結構用鋼強度級別越來越高。隨著鋼板強度級別提升，必須采用不同的工藝生產，以實現強度、韌性等指標要求，如屈服強度550mpa級以上海洋工程用鋼采用淬火+回火的調質熱處理工藝生產。調質工藝形成的回火馬氏體或回火貝氏體組織能有效提高強度，同時兼顧較高的沖擊韌性指標要求。然而，影響鋼材服役安全還有其他重要的因素，如均勻變形能力和屈強比，即材料在結構承受動態受載荷過程中能夠均勻分布應力，發生屈服后是否仍然有較高的塑性變形能力。但是，隨著屈服強度提高，均勻延伸率卻越低，而屈強比卻越高，安全性反而有所下降。
2、均勻延伸率和屈強比成為共同影響材料服役安全性能的重要參數。提高均勻延伸率有助于提高海洋工程結構在海洋動態載荷下應力分布均勻性，避免應力集中而提高疲勞性能。適當屈強比則有助于平衡材料強度和塑性，確保在發生屈服后仍如具有足夠的變形能力來保證安全性。
3、中國專利cn109112419a公開了一種制備80~100mm厚eh550鋼合金成分包括0.13%~0.15%c和0.50%~0.55%ni等高合金成分，采用兩次淬火熱處理的長流程工藝，其焊接性較差和生產成本較高。
4、中國專利cn114134414a專利針對500mpa強度級別橋梁和建筑結構用鋼，采用730℃低溫終軋控軋
5、中國專利cn114134416a專利不足之處在于采用0.04%~0.06%c低碳和0.030~0.080%的高nb成分，轉爐冶煉難度大，微合金成本高。專利cn114032459a不足是采用非常復雜的熱處理工藝路線，需要將熱軋鋼板加熱至300~650℃進行預保溫，再加熱至兩相區保溫后淬火，再加熱至200~450℃進行中低溫回火，完全無法適應現在中厚鋼板的工業化生產裝備。
技術實現思路
1、本專利技術旨在提供一種具有高均勻延伸率和低屈強比的eh550海洋工程用鋼板及其制造方法，生產6~50mm厚度屈服強度不低于550mpa、均勻延伸率不低于10%、屈強比不高于0.80、-40℃沖擊功不低于200j的海洋工程用鋼板。
2、本專利技術的技術方案：
3、一種eh550海洋工程用鋼板，鋼的化學成分質量百分比為c=0.06%~0.12%、si=0.10%~0.50%、mn=1.20%~1.80%、cr=0.20%~0.50%或者mo=0.20%~0.50%、nb≤0.03%、v=0.02~0.04%、ti=0.01~0.03%、al=0.015%~0.045%、p≤0.015%、s≤0.006%，其余為fe和不可避免的雜質；鋼板厚度6~50mm，屈服強度不低于550mpa，均勻延伸率不低于10%，屈強比不高于0.80，-40℃沖擊功不低于200j。
4、一種eh550海洋工程用鋼板的制造方法，包括如下步驟：
5、（1）轉爐冶煉：高爐生產的鐵水進行預脫硫處理后，倒入100~300t轉爐冶煉進行頂底復吹氧氣處理，完成鐵水氧化脫碳至c=0.05%~0.10%，脫磷、脫硫并加入計算好重量的mn和ni鐵合金原料，繼續吹氧調整鋼水溫度至1620~1660℃，然后根據檢測鋼水中的[o]含量，加入鋁錠進行鎮靜脫氧，出鋼前進行底吹氬；
6、（2）爐外精煉：將調整好溫度和初步化學成分的鋼水倒入鋼包，運送至lf精煉爐，繼續底吹氬氣攪拌鋼水，使固態夾雜物充分上浮；lf處理結束前喂入200米純鈣線；再將鋼包送至rh真空精煉爐進行真空脫氣處理，處理時間≥15分鐘，脫除鋼水氣體含量至[h]≤2ppm、[o]≤20ppm、[n]≤50ppm；
7、（3）板坯連鑄：鋼水經過二次精煉后，溫度達到澆鑄過熱度20~45℃即運送至澆鑄機臺，通過中間鋼包在保護氣氛和保護渣覆蓋下連續澆鑄成200~400mm厚度、1650~2650mm寬度板坯；
8、（4）板坯加熱：連鑄高溫板坯經過火焰切割后，在坯料場堆垛緩冷46~50h防止板坯裂紋，然后運送至加熱爐加熱至溫度為1150~1220℃，加熱時間為4~8h，奧氏體晶粒尺寸6級以上；
9、（5）鋼板控制軋制：鋼坯表面用高壓水去除氧化鐵皮后，沿寬度方向進行展寬軋制3~7道次，軋制溫度1100~1150℃，軋制到所需寬度后再轉鋼90°，然后在900~1050℃軋制至所需鋼板厚度，保持奧氏體晶粒為再結晶的等軸形狀，晶粒尺寸8級以上；
10、（6）鋼板控制冷卻：對軋制后鋼板用層流集管噴水進行加速冷速，冷卻速率10~30℃/s，終冷溫度200~300℃，鋼板微觀組織中板條貝氏體比例在90%以上。
11、進一步的，步驟（5）中，終軋溫度為880~950℃，開始冷卻溫度為850~920℃，終止冷卻溫度為200~350℃；高溫控制軋制＋控制冷卻作用使鋼板形成不低于90%的板條貝氏體和不高于10%的馬氏體/奧氏體組元，位錯密度均勻分布，同時析出vc或(nb,v)c復合納米顆粒。
12、本專利技術合金成分及含量設定基于以下作用機理：
13、c元素為超高強鋼基本強化元素，可以有效提高軋后冷卻過程的貝氏體形成能力。但是過高c含量容易形成馬氏體，對均勻變形能力、焊接性和低溫韌性不利。為了保證本專利技術鋼強度、均勻延伸率、低溫韌性和焊接性能的平衡，c含量控制在0.06~0.12%。
14、si元素是煉鋼過程的主要脫氧元素之一，也是一種固溶強化元素，但si含量過高，在加熱過程中會形成難以去除的硅酸亞鐵fe2sio4，使鋼板表面氧化鐵皮難以剝離，影響鋼板表面質量，因此si含量控制在0.10~0.35%。
15、mn是最主要固溶強化元素，也是奧氏體強穩定化元素，提高鋼在冷卻過程貝氏體形成能力，起到細晶強化作用。mn含量過低導致強度不足，過高則容易偏析形成帶狀組織，因此，本專利技術mn含量控制在1.20~1.80%。
16、cr和mo都是鋼強淬透性元素，促進軋后控制冷卻過程中的板條貝氏體形成，同時也是強碳化物形成元素，促進m23c6和mc類型碳化物形成，減少鋼板珠光體帶狀組織。由于兩者作用相似，本專利技術添加cr或mo兩者任一種即可達到預期效果，含量控制在0.20~0.50%。
17、nb是強碳化合物形成元素，在板坯澆鑄過程中析出nbc納米級顆粒，在板坯加熱是有效抑制奧氏體晶粒長大。同時，nb可以有效降低軋制過程中奧氏體非再結晶溫度，抑制奧氏體再結晶過程，在熱軋高溫區間細化奧氏體晶粒。要發揮上述作用，nb含量控制在0.030%以下。
18本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種EH550海洋工程用鋼板，其特征在于：鋼的化學成分質量百分比為C=0.06%~0.12%、Si=0.10%~0.50%、Mn=1.20%~1.80%、Cr=0.20%~0.50%或者Mo=0.20%~0.50%、Nb≤0.03%、V=0.02~0.04%、Ti=0.01~0.03%、Al=0.015%~0.045%、P≤0.015%、S≤0.006%，其余為Fe和不可避免的雜質；鋼板厚度6~50mm，屈服強度不低于550MPa，均勻延伸率不低于10%，屈強比不高于0.80，-40℃沖擊功不低于200J。
2.一種根據權利要求1的EH550海洋工程用鋼板的制造方法，其特征在于包括如下關鍵工藝步驟：
3.根據權利要求2所述的一種EH550海洋工程用鋼板的制造方法，其特征在于步驟（5）：終軋溫度為880~950℃，開始冷卻溫度為850~920℃，終止冷卻溫度為200~350℃；高溫控制軋制＋控制冷卻作用使鋼板形成不低于90%的板條貝氏體和不高于10%的馬氏體/奧氏體組元，位錯密度均勻分布，同時析出VC或(Nb,V)C復合納米顆粒。
【技術特征摘要】
1.一種eh550海洋工程用鋼板，其特征在于：鋼的化學成分質量百分比為c=0.06%~0.12%、si=0.10%~0.50%、mn=1.20%~1.80%、cr=0.20%~0.50%或者mo=0.20%~0.50%、nb≤0.03%、v=0.02~0.04%、ti=0.01~0.03%、al=0.015%~0.045%、p≤0.015%、s≤0.006%，其余為fe和不可避免的雜質；鋼板厚度6~50mm，屈服強度不低于550mpa，均勻延伸率不低于10%，屈強比不高于0.80，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉吉文，李艷梅，高海亮，高擎，巨銀軍，史術華，鄧想濤，王昭東，王振，張勇偉，脫臣德，馮贊，周光杰，
申請(專利權)人：湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。