本发明属于低合金高强度钢生产，涉及一种具有高均匀延伸率和低屈强比的eh550海洋工程用钢板及其制造方法。
背景技术：
1、随着深远海油气勘探技术的进步，对大型化海洋工程结构需求越来越多。为了实现大型结构轻量化和重心平衡的设计要求，使用结构用钢强度级别越来越高。随着钢板强度级别提升，必须采用不同的工艺生产，以实现强度、韧性等指标要求，如屈服强度550mpa级以上海洋工程用钢采用淬火+回火的调质热处理工艺生产。调质工艺形成的回火马氏体或回火贝氏体组织能有效提高强度，同时兼顾较高的冲击韧性指标要求。然而，影响钢材服役安全还有其他重要的因素，如均匀变形能力和屈强比，即材料在结构承受动态受载荷过程中能够均匀分布应力，发生屈服后是否仍然有较高的塑性变形能力。但是，随着屈服强度提高，均匀延伸率却越低，而屈强比却越高，安全性反而有所下降。
2、均匀延伸率和屈强比成为共同影响材料服役安全性能的重要参数。提高均匀延伸率有助于提高海洋工程结构在海洋动态载荷下应力分布均匀性，避免应力集中而提高疲劳性能。适当屈强比则有助于平衡材料强度和塑性，确保在发生屈服后仍如具有足够的变形能力来保证安全性。
3、中国专利cn109112419a公开了一种制备80~100mm厚eh550钢合金成分包括0.13%~0.15%c和0.50%~0.55%ni等高合金成分，采用两次淬火热处理的长流程工艺，其焊接性较差和生产成本较高。
4、中国专利cn114134414a专利针对500mpa强度级别桥梁和建筑结构用钢，采用730℃低温终轧控轧控冷工艺，对轧制能力要求高，轧机承受过大载荷，容易发生故障。公开号cn111455287a专利添加了较高含量的ni、cr、mo、nb、v，采用离线回火工艺生产，导致成本较高，且无法满足550mpa级屈服强度要求。
5、中国专利cn114134416a专利不足之处在于采用0.04%~0.06%c低碳和0.030~0.080%的高nb成分，转炉冶炼难度大，微合金成本高。专利cn114032459a不足是采用非常复杂的热处理工艺路线，需要将热轧钢板加热至300~650℃进行预保温，再加热至两相区保温后淬火，再加热至200~450℃进行中低温回火，完全无法适应现在中厚钢板的工业化生产装备。
技术实现思路
1、本发明旨在提供一种具有高均匀延伸率和低屈强比的eh550海洋工程用钢板及其制造方法，生产6~50mm厚度屈服强度不低于550mpa、均匀延伸率不低于10%、屈强比不高于0.80、-40℃冲击功不低于200j的海洋工程用钢板。
2、本发明的技术方案：
3、一种eh550海洋工程用钢板，钢的化学成分质量百分比为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%，其余为fe和不可避免的杂质；钢板厚度6~50mm，屈服强度不低于550mpa，均匀延伸率不低于10%，屈强比不高于0.80，-40℃冲击功不低于200j。
4、一种eh550海洋工程用钢板的制造方法，包括如下步骤：
5、（1）转炉冶炼：高炉生产的铁水进行预脱硫处理后，倒入100~300t转炉冶炼进行顶底复吹氧气处理，完成铁水氧化脱碳至c=0.05%~0.10%，脱磷、脱硫并加入计算好重量的mn和ni铁合金原料，继续吹氧调整钢水温度至1620~1660℃，然后根据检测钢水中的[o]含量，加入铝锭进行镇静脱氧，出钢前进行底吹氩；
6、（2）炉外精炼：将调整好温度和初步化学成分的钢水倒入钢包，运送至lf精炼炉，继续底吹氩气搅拌钢水，使固态夹杂物充分上浮；lf处理结束前喂入200米纯钙线；再将钢包送至rh真空精炼炉进行真空脱气处理，处理时间≥15分钟，脱除钢水气体含量至[h]≤2ppm、[o]≤20ppm、[n]≤50ppm；
7、（3）板坯连铸：钢水经过二次精炼后，温度达到浇铸过热度20~45℃即运送至浇铸机台，通过中间钢包在保护气氛和保护渣覆盖下连续浇铸成200~400mm厚度、1650~2650mm宽度板坯；
8、（4）板坯加热：连铸高温板坯经过火焰切割后，在坯料场堆垛缓冷46~50h防止板坯裂纹，然后运送至加热炉加热至温度为1150~1220℃，加热时间为4~8h，奥氏体晶粒尺寸6级以上；
9、（5）钢板控制轧制：钢坯表面用高压水去除氧化铁皮后，沿宽度方向进行展宽轧制3~7道次，轧制温度1100~1150℃，轧制到所需宽度后再转钢90°，然后在900~1050℃轧制至所需钢板厚度，保持奥氏体晶粒为再结晶的等轴形状，晶粒尺寸8级以上；
10、（6）钢板控制冷却：对轧制后钢板用层流集管喷水进行加速冷速，冷却速率10~30℃/s，终冷温度200~300℃，钢板微观组织中板条贝氏体比例在90%以上。
11、进一步的，步骤（5）中，终轧温度为880~950℃，开始冷却温度为850~920℃，终止冷却温度为200~350℃；高温控制轧制＋控制冷却作用使钢板形成不低于90%的板条贝氏体和不高于10%的马氏体/奥氏体组元，位错密度均匀分布，同时析出vc或(nb,v)c复合纳米颗粒。
12、本发明合金成分及含量设定基于以下作用机理：
13、c元素为超高强钢基本强化元素，可以有效提高轧后冷却过程的贝氏体形成能力。但是过高c含量容易形成马氏体，对均匀变形能力、焊接性和低温韧性不利。为了保证本发明钢强度、均匀延伸率、低温韧性和焊接性能的平衡，c含量控制在0.06~0.12%。
14、si元素是炼钢过程的主要脱氧元素之一，也是一种固溶强化元素，但si含量过高，在加热过程中会形成难以去除的硅酸亚铁fe2sio4，使钢板表面氧化铁皮难以剥离，影响钢板表面质量，因此si含量控制在0.10~0.35%。
15、mn是最主要固溶强化元素，也是奥氏体强稳定化元素，提高钢在冷却过程贝氏体形成能力，起到细晶强化作用。mn含量过低导致强度不足，过高则容易偏析形成带状组织，因此，本发明mn含量控制在1.20~1.80%。
16、cr和mo都是钢强淬透性元素，促进轧后控制冷却过程中的板条贝氏体形成，同时也是强碳化物形成元素，促进m23c6和mc类型碳化物形成，减少钢板珠光体带状组织。由于两者作用相似，本发明添加cr或mo两者任一种即可达到预期效果，含量控制在0.20~0.50%。
17、nb是强碳化合物形成元素，在板坯浇铸过程中析出nbc纳米级颗粒，在板坯加热是有效抑制奥氏体晶粒长大。同时，nb可以有效降低轧制过程中奥氏体非再结晶温度，抑制奥氏体再结晶过程，在热轧高温区间细化奥氏体晶粒。要发挥上述作用，nb含量控制在0.030%以下。
18、v是强碳化物形成元素，在热轧和冷却过程中与c结合析出纳米级vc，从而提高钢的强度。本发明v含量控制在0.02~0.04%。
19、ti元素是强的氧化物和氮化物形成元素，在钢精炼过程中有效脱去钢液中的o和n气体，形成tio和tin，抑制后续加热过程的奥氏体晶粒长大。本发明ti含量控制在0.01~0.03%。
20、al是炼钢过程的强脱氧和细晶元素，有效去除钢液中o气，并与n形成稳定的aln析出相，钉扎奥氏体晶界而有效抑制奥氏体晶粒长大。本发明al含量控制在0.015~0.045%。
21、p和s均为有害元素，应尽可能在炼钢过程去除。p容易在原始奥氏体晶界上偏析，在铸坯心部的凝固末端形成高p含量富集区，从而降低韧性。在炼钢过程中，s与mn形成mns夹杂物，尤其是在铸坯心部的mn偏析区域会形成大量的粗大mns夹杂，并在轧制过程中变形成条状。因此，本发明p和s含量应控制在p≤0.015%和s≤0.006%的低水平范围。
22、本发明的有益效果：本发明采用贝氏体形成能力强的c-mn-cr/mo合金化和v或nb-v微合金化的简单成分设计，适应钢板工业化主流生产技术装备特点，利用高温区奥氏体再结晶控制轧制与加速冷却的优点，从均匀等轴再结晶奥氏体内形成位错密度均匀分布的板条贝氏体与残余奥氏体，析出高密度纳米级vc或(nb,v)c颗粒，提高均匀变形能力至10%以上，降低屈强比至0.80以下，同时保持屈服强度至550mpa以上，-40℃冲击功在200j以上。