专利名称：一种应变时效性能优良的海洋工程用钢板及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种海洋工程用钢，具体地说是一种80_厚应变时效性能优良的海洋工程用钢板及其制造方法。
背景技术：
随着全球石油天然气能源需求的急剧增长、陆地资源开采的难度日益加大，广阔的海洋已经成为全球石油天然气资源开采新的增长点，海洋工程装备制造业也日益成为世界各国着力发展的重点领域。鉴于我国当前对能源战略储备的迫切需要，研发拥有自主知识产权的高强度、高韧性海洋工程用特厚钢板，对于完善我国能源体系、抑制周边国家对我国南海、东海等海域资源的掠夺，独立开发海洋资源，保证国家能源安全具有重要意义。
厚度> 60 80mm高强韧性E36-Z35钢板是海洋工程关键部位用钢，应用在波浪、海潮、风暴及寒冷流冰等严峻的海洋工作环境中，支撑总重量超过数百吨的平台及钻井设备。这些使用特征决定了厚度> 60 80mm E36-Z35钢板除必须具有①高纯净度，低S、P、夹杂物、气体含量②高强韧性，满足板厚1/4处-40°C冲击功纵向> 50J (或横向> 34J)等③良好的Z向抗层状撕裂性能④良好的可焊性⑤高强度等性能指标，还应有优良的应变时效性能以便于更好地保证人员的安全以及提高海洋平台的使用寿命。
钢的应变时效是指在塑性变形时或塑性变形后固溶状态的游离态的C、N与位错相互作用，形成柯氏气团，从而导致强度提高、韧性下降的力学冶金现象。海洋工程用钢的应变时效主要是指海洋工程用钢在制造过程中的应变时效，一旦发生应变时效脆化事故，往往是灾难性的，顷刻间发生，防不胜防。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种应变时效性能优良的海洋工程用钢板及其制造方法。该海洋工程用钢适用性广，冲击性能、时效性能好；生产工艺稳定，机械性能优良。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的
一种应变时效性能优良的海洋工程用钢板，其特征在于该钢板化学成分按重量百分比计为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，余量为Fe及不可避免的杂质。优选的，该钢板化学成分按重量百分比计为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%，余量为 Fe 及不可避免的杂质。
一种应变时效性能优良的海洋工程用钢板的生产方法，其特征在于该方法具体要求如下
Cl)炼钢及连铸工艺铁水脱硫后目标硫< O. 004% ;转炉冶炼采用双渣法脱磷，转炉出钢当渣；精炼采用白渣操作，白渣保持时间> 10分钟，精炼总时间确保> 35分钟；真空处理保持时间> 18分钟；真空处理后进行钙处理；连铸中包目标温度为液相线温度+(10-20) °C，拉速稳定；
(2)轧制工艺采用控轧控冷工艺，为两阶段轧制；轧前连铸坯加热温度1180°C 12500C ;粗轧温度1000 1100°C ;精轧开轧温度850 900°C ;轧后层流冷却，终冷温度550 720°C，冷却速率5 15°C /s ;随后空冷； (3)调质工艺淬火温度为870 950°C，总保温时间为162 202min，回火温度为55(T680°C，总保温时间为200 330min，得到应变时效性能优良的海洋工程用钢板。本发明中，按照洁净钢的冶炼及控制铁水预处理进行降硫；转炉采用双渣法降磷和出钢挡渣防止回磷；保证白渣精炼时间，吸附夹杂物和减少钢中的s、0等元素含量；使用钙处理，改善夹杂物形态；真空处理，降低H、N等有害元素含量；最终得到内部质量较优良的连铸坯。轧前连铸坯加热温度1180°C 1250°C，既保证微合金元素完全固溶和又防止温度过高导致晶粒长大；粗轧采用高温低速大压下来破碎柱状晶和焊合坯料内部缺陷以及细化奥氏体晶粒；精轧后三道累计压下率大于24%，通过未在结晶区的低温大变形诱导铁素体机制以及适当控冷工艺终冷温度550 720°C，冷却速率5 15°C /s，得到控制晶粒大小的目的。合理的调质工艺，淬火温度为870 950°C，总保温时间为162 202min，回火温度为55(T680°C，总保温时间为200 330min，起到以下三个目的(I)晶粒细化，阻碍了游离态C、N原子的迁移；(2)晶粒细化，提高冲击性能，间接提高时效性能；(3)调质过程后有碳氮化物析出，降低了钢中游离态的C、N原子。本发明具有如下优点
I、在GB712-2011和九大船级社标准的化学成分范围之内，开发出应变时效性能优良80mm厚海洋工程用E36-Z35钢板，对轧机负荷要求不是太高，一般的中厚板轧机均可生产，因此，适用性广，适合国内大多数中厚板厂生产。2、通过洁净钢的冶炼，降低坯料偏析和疏松等内部缺陷，并有效地控制N元素的含量；通过粗轧高温低速大压下，破碎柱状晶和细化奥氏体晶粒；通过精轧累积变形以及配合控冷，得到控制热轧后晶粒大小的目的。3、通过合理的调质工艺可以(I)晶粒细化，阻碍了游离态C、N原子的迁移；(2)晶粒细化，提高冲击性能，间接提高时效性能；(3)调质过程后有碳氮化物析出，降低了钢中游离态的C、N原子。4、本发明的制造方法,生产工艺稳定,机械性能优良。本发明特别适用于80mm厚海洋工程用E36N-Z35钢板中，具有高强度、高塑性、良好的Z向抗层状撕裂性能，应变时效性能优良。
图I为本发明的试验钢板厚1/4处在金相显微镜下典型的组织形貌图。
具体实施例方式实施例I 4
实施例I 4的80mm厚应变时效性能优良的海洋工程用E36N-Z35钢板的化学成分如表I所示
表I
权利要求
1.一种应变时效性能优良的海洋工程用钢板，其特征在于该钢板化学成分按重量百分比计为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,余量为Fe及不可避免的杂质。
2.根据权利要求I所述的应变时效性能优良的海洋工程用钢板，其特征在于该钢板化学成分按重量百分比计为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%，余量为Fe及不可避免的杂质。
3.—种权利要求I所述应变时效性能优良的海洋工程用钢板的生产方法，其特征在于该方法具体要求如下(I)炼钢及连铸工艺铁水脱硫后目标硫< O. 004% ;转炉冶炼采用双渣法脱磷，转炉出钢当渣；精炼采用白渣操作，白渣保持时间> 10分钟，精炼总时间确保> 35分钟；真空处理保持时间> 18分钟；真空处理后进行钙处理；连铸中包目标温度为液相线温度+(10-20) °C，拉速稳定； (2)轧制工艺采用控轧控冷工艺，为两阶段轧制；轧前连铸坯加热温度1180°C 12500C ;粗轧温度1000 1100°C ;精轧开轧温度850 900°C ;轧后层流冷却，终冷温度550 720°C，冷却速率5 15°C /s ;随后空冷； (3)调质工艺淬火温度为870 950°C，总保温时间为162 202min，回火温度为55(T680°C，总保温时间为200 330min，得到应变时效性能优良的海洋工程用钢板。
4.根据权利要求3所述的应变时效性能优良的海洋工程用钢板的生产方法，其特征在于步骤(I)中，按照洁净钢的冶炼及控制铁水预处理进行降硫；转炉采用双渣法降磷和出钢挡渣防止回磷；保证白渣精炼时间，吸附夹杂物和减少钢中的S、0元素含量；使用钙处理，改善夹杂物形态；真空处理，降低H、N有害元素含量；最终得到内部质量较优良的连铸坯。
5.根据权利要求4所述的应变时效性能优良的海洋工程用钢板的生产方法，其特征在于得到的连铸板坯厚度为260mm，海洋工程用钢板的厚度为80mm。
全文摘要
本发明公开了一种应变时效性能优良的海洋工程用钢板及其制造方法，该钢板化学成分按重量百分比计为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，余量为Fe及不可避免的杂质。采用控轧控冷工艺，调质处理，得到的海洋工程用钢板具有高强度、高塑性、良好的Z向抗层状撕裂性能，应变时效性能优良。
文档编号C22C38/50GK102828114SQ20121030944
公开日2012年12月19日 申请日期2012年8月28日 优先权日2012年8月28日
发明者崔强, 车马俊, 吴年春, 尹雨群, 刘朝霞, 李恒坤, 邓伟 申请人:南京钢铁股份有限公司