一种大厚度TMCP态FH500海工钢板及其制造方法与流程

本发明涉及一种海工钢板及其制造方法，尤其涉及一种大厚度tmcp态fh500海工钢板及其制造方法。

背景技术：

1、fh500级别船板广泛应用于船舶和海洋工程领域，能够促进船板钢产品的升级换代，主要是由于其具有较高的强度，较好的韧性，还具有良好的低温韧性，焊接性能，以及耐腐蚀性能。除此之外，fh500级别船板还能减轻船体自重，增加单位载重量，提高航速，其船体结构钢的使用也能增加船体自身的碰撞安全性，提高应对突发事件的能力。为了适应船舶及海洋平台大型化发展要求，需开发一种在控制一定生成成本下，具有更高强度、更大厚度和优良低温高韧性的tmcp态fh500海工钢板。现有技术中，cn 113584410a公开了一种新型高强度特厚海洋工程用fh500钢板的生产方法，但是该专利c、mo含量较高，会导致碳当量高，影响后续产品焊接性能；且加入了合金元素mo，生产成本大幅增加；cn 108517463 a公开了一种高延展性的fh500级船板钢及其制备方法，但是该专利其生产厚度仅为19～30mm薄钢板，无法满足目前对大厚度船板的需求和实际使用。

技术实现思路

1、发明目的：本发明旨在提供一种具有优良低温韧性的超高强大厚度tmcp态fh500海工钢板；本发明的另一目的在于提供一种生产成本较低的大厚度tmcp态fh500海工钢板的制造方法。

2、技术方案：本发明所述的大厚度tmcp态fh500海工钢板，其化学成分重量百分比为：c：0.04～0.09％，si：0.15～0.35％，mn：1.40～1.70％，p：≤0.020％，s：≤0.0020％，v：0.020～0.050％，ni：0.20～1.00％，cr：0.10～0.50％，nb：0.020～0.050％，alt：0.010～0.050％，ti：0.005～0.020％，ca：0.0005～0.0040％，n：≤0.0050％，其余为fe及不可避免的杂质，采用先进的tmcp工艺可以制备出中温转变组织，从而可以利用组织强化、晶粒细化、碳氮化物析出强化等多种手段。

3、优选地，所述钢板的化学成分及其重量百分比为：c：0.05～0.08％，si：0.16～0.20％，mn：1.50～1.68％，p：≤0.020％，s：≤0.0020％，v：0.032～0.040％，ni：0.50～0.75％，cr：0.29～0.34％，nb：0.027～0.038％，alt：0.020～0.038％，ti：0.012～0.017％，ca：0.0005～0.0040％，n：≤0.0050％，其余为fe及不可避免的杂质。

4、所述钢板的组织主要为板条贝氏体，还含有少量的铁素体及珠光体，在保证强度的同时，又能保证优异的低温韧性。

5、所述钢板的厚度为60-120mm，屈服强度在550mpa～604mpa，抗拉强度在680mpa～730mpa，v型横向冲击均值在200j以上。

6、该钢板的生产方法，包括铁水预处理、转炉冶炼、lf精炼、rh精炼、连铸浇注、加热、轧制及堆冷步骤。

7、进一步地，该生产方法先进行铁水预处理脱硫；然后进行转炉冶炼，采用高吹低拉法脱磷，下水口干净无缺损，转炉出钢下渣；lf精炼采用白渣操作，白渣保持时间≥20分钟，控制目标碱度；rh真空处理保持时间≥15分钟，真空处理后喂入无缝钙线110～130米；连铸使用五孔水口，中包目标温度高于液相线温度15～25℃，拉速稳定，采用无碳覆盖剂。

8、进一步地，加热工艺包括：将在连铸浇注中得到的320-460mm厚的钢坯均热温度1150-1250℃，均热时间＞64min，整体加热时间11～20min/cm，出钢温度1100～1170℃。

9、轧制工艺包括：对加热后的铸坯进行二阶段控制轧制，第一阶段为再结晶区轧制，轧制温度控制在再结晶临界温度以上范围为1050～1150℃，平均单道次压下率≥15％，累计压下率40％～50％，其目的是通过大压下率变形使钢板1/4和1/2厚度位置的奥氏体再结晶，细化奥氏体晶粒。

10、后续中间坯进行待温，中间坯厚度为2.0h＜厚度＜3.0h，二阶段开轧温度范围700～800℃，终轧温度在700℃-800℃，以增加奥氏体晶界有效面积，为奥氏体发生转变提供更多的形核点，达到细化晶粒的效果。轧制结束，钢板进入acc冷却，返红温度控制在300～400℃之间，可避免轧制后钢板内部晶粒长大，影响冲击韧性，保证钢板具有良好的强韧性。

11、有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：该tmcp态fh500海工钢板的屈服强度≥550mpa，抗拉强度≥680mpa，母材-60℃的平均冲击功在200j以上，具有优异的耐低温韧性；本发明通过优化高强度钢板化学成分，采用先进的tmcp工艺，控制轧制和冷却工艺控制板厚方向的显微组织和晶粒尺寸，得到具有优异的低温韧性及较大厚度、超高强度的钢板；同时钢板化学成分中尽量避免使用贵重金属，生产成本较低。

技术特征：

1.一种大厚度tmcp态fh500海工钢板，所述钢板的化学成分及其重量百分比为：c：0.04～0.09％，si：0.15～0.35％，mn：1.40～1.70％，p：≤0.020％，s：≤0.0020％，v：0.020～0.050％，ni：0.20～1.00％，cr：0.10～0.50％，nb：0.020～0.050％，alt：0.010～0.050％，ti：0.005～0.020％，ca：0.0005～0.0040％，n：≤0.0050％，其余为fe及不可避免的杂质，所述钢板的厚度60-120mm，采用tmcp工艺制备该海工钢板。

2.根据权利要求1所述的大厚度tmcp态fh500海工钢板，其特征在于，所述钢板的化学成分及其重量百分比为：c：0.05～0.08％，si：0.16～0.20％，mn：1.50～1.68％，p：≤0.020％，s：≤0.0020％，v：0.032～0.040％，ni：0.50～0.75％，cr：0.29～0.34％，nb：0.027～0.038％，alt：0.020～0.038％，ti：0.012～0.017％，ca：0.0005～0.0040％，n：≤0.0050％，其余为fe及不可避免的杂质。

3.如权利要求1所述的大厚度tmcp态fh500海工钢板，其特征在于：其屈服强度≥550mpa，抗拉强度≥680mpa。

4.一种权利要求1-3任一所述大厚度tmcp态fh500海工钢板的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

5.根据权利要求4所述的大厚度tmcp态fh500海工钢板的制造方法，其特征在于，所述真空处理后，n≤40ppm，h≤1.5ppm。

6.根据权利要求4所述的大厚度tmcp态fh500海工钢板的制造方法，其特征在于，所述精轧总道次不超过10道。

7.根据权利要求4所述的大厚度tmcp态fh500海工钢板的制造方法，其特征在于，所述轧后控制冷却，采用大水量加速冷却，返红温度为300～400℃，随后空冷。

8.根据权利要求4所述的大厚度tmcp态fh500海工钢板的制造方法，其特征在于，加热工艺中，将在连铸浇注中得到的320-460mm厚的钢坯均热温度1150-1250℃，均热时间＞64min，整体加热时间11～20min/cm，出钢温度1100～1170℃。

9.根据权利要求4所述的大厚度tmcp态fh500海工钢板的制造方法，其特征在于，轧制工艺第一阶段为再结晶区轧制，轧制温度控制在再结晶临界温度以上范围为1050～1150℃，平均单道次压下率≥15％，累计压下率40％～50％。

10.根据权利要求4所述的大厚度tmcp态fh500海工钢板的制造方法，其特征在于，轧制工艺二阶段开轧温度范围700～800℃，终轧温度在700℃-800℃，以增加奥氏体晶界有效面积。

技术总结
本发明公开了一种大厚度TMCP态FH500海工钢板及其制造方法，所述钢板的化学成分重量百分比为：C：0.04～0.09％，Si：0.15～0.35％，Mn：1.40～1.70％，P：≤0.020％，S：≤0.0020％，V：0.020～0.050％，Ni：0.20～1.00％，Cr：0.10～0.50％，Nb：0.020～0.050％，Alt：0.010～0.050％，Ti：0.005～0.020％，Ca：0.0005～0.0040％，N：≤0.0050％，其余为Fe及不可避免的杂质。本发明钢板屈服强度≥550MPa，抗拉强度≥680MPa，母材‑60℃的平均冲击功在200J以上。

技术研发人员：伯飞虎,王光磊,李恒坤,张晓雪,汪晶洁
受保护的技术使用者：南京钢铁股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8