一种极地用-80℃低温韧性优异的高强度船用tmcp钢的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于冶金领域，设及一种超低碳微合金高强钢宽厚板及其制造方法，具体 地说是一种极地用-80°C低溫初性优异的高强度船用TMCP钢的制造方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着我国造船业快速发展，带动了船用宽厚板的快速发展。现代造船业正 向着大型化、轻量化发展，高强度、高质量等级的船用宽厚、特厚板应用比例正在不断的增 高。传统铁素体珠光体钢通过提高冷速改善强度和初性的能力有限；回火马氏体高强钢通 常合金成本与制造成本较高，生产周期长。而通过调整低碳贝氏体钢成分可W在很宽的冷 速范围内得到强初性匹配良好高强钢，并具有优异的焊接性能。利用低碳贝氏体运一特性 可W很容易的生产高等级特厚规格钢板。
[0003] 通常来说，金属材料一般通过综合强化效应达到较好的综合力学性能，具体方法 有细晶强化、固溶强化、析出强化、位错强化和第二相强化等。在各种强化机制中，细晶强化 是同时提高钢板强度和初性的唯一方式。
[0004] 为了降低制造成本，实现轻量化建设，在提高钢材的强度的同时得到强初性匹配 良好的钢材，需要合理的利用合金化，重点通过社制工艺细化晶粒，使钢材获得理想的组织 形态，实现高强高初目标。 阳0化]现有的设及低溫初性优异的高强度船用TMCP钢及其制造方法，主要是通过控社 控冷或热处理方法获得高强度钢板，具体生产方法如下： 中国专利CN201310083442. 2提供了一种E40高强度船板钢及制备方法，C:0. 13~0. 16%，Si :0. 2~0. 4%，Μη :1. 5~1. 6%，P 0. 03%，S 0. 005%，Ni :0. 30~0. 35%，V : 0. 055~0. 065%，佩：0. 035~0. 045%，Ti :0. 010~0. 020%，Als :0. 015~0. 035%，余量为Fe，其 E40高强度船板钢其制备方法，包括铁水预处理工艺、转炉冶炼工艺、吹氣处理工艺、LF精 炼工艺、VD精炼工艺、连铸工艺、加热工艺、控社控冷、堆冷工艺、热处理工艺。其屈服强度 控制在430~450MPa，抗拉强度控制在550~580MPa，伸长率控制在22%~24%，-40°C夏比V型 冲击功控制在210~280J。其发明采用正火控冷工艺交货，与TMCP工艺性比生产环节复杂， 生产成本高，并且质量等级仅达到E级水平，不能使用于极寒地区等恶劣环境下。
[0006] 中国专利CN201310333265. 9提供了一种具有良好低溫初性的热机械控制钢 板及其制造方法，其发明中的TMCP型E40钢板，按重量百分比计，包括W下组分：C : 0. 04~0. 10% ;Si :0. 10~0. 30% ;Mn :1. 20~1. 60% ;P《0. 018% ;S《0. 010% ;Alt :0. 02~0. 07〇/〇; Ni :0. 10~0. 40% ;Cu :0. 10~0. 30% ;Mo :0. 01~0. 08% ;Ti :0. 01~0. 02% ;佩：0. 02~0. 04% ;V为 0. 03~0. 07% ;余量为化和不可避免的微量杂质。其发明得到了具有良好低溫初性的TMCP 型E40钢板及其制造方法，但其钢板厚度范围仅为10~70mm，且质量等级仅达到E级水平， 同样不能使用于极寒地区等恶劣环境下。
【发明内容】
[0007] 鉴于W上现有技术的不足，综合考虑到超低碳微合金高强钢宽厚板的高强初性匹 配，本发明的目的是提供一种极地用-80°c低溫初性优异的高强度船用TMCP钢的制造方 法，该方法W提高钢板-80°C低溫初性为目的，得到的钢板力学性能优异，可操作性强，成本 低，生产效率高。
[0008] 本发明的目的是通过W下技术方案来实现的： 一种极地用-80°c低溫初性优异的高强度船用TMCP钢的制造方法，其特征在于该生产 方法包含W下工序： 1) 连铸巧加热溫度介于1050~1250°C，采用奥氏体再结晶区和奥氏体未再结晶区两阶 段控制社制，在再结晶溫度975~llOCrC的溫度范围内完成粗社，社成1. 5~4. 5倍成品厚 度的中间巧； 2) 再结晶区社制完成之后中间巧加速冷却至Ar3W下，靠中间巧屯、部热量将近表重新 返溫，待中间巧表面溫度稳定到设定开社溫度后进行未再结晶区社制，进行累积压下率为 35%W上的社制； 3) 钢板社后W5°C/sW上的平均冷速从Ar3点W上巧0~80°C的溫度冷却至500°CW 下。
[0009] 进一步，所述钢巧在再结晶区社制的累积压下率为45%W上。再结晶区社制完成 之后中间巧加速冷却至Ar3W下的冷速为10~60°C/s。所述钢板厚度范围在10~100mm之 间。
[0010] 本发明通过优化的合金元素组合、合理的巧料设计、合理的控制两阶段社制变形 压下量；采用严格的巧料加热制度，控制铸巧原始奥氏体晶粒尺寸；一阶段社制时尽量采 用大压下工艺，控制铸巧奥氏体再结晶量；采用超快冷或ACC设备加速冷却中间巧，通过中 间巧近表返溫的同时控制中间巧厚度方向的溫度梯度；配合精社阶段压下制度，使奥氏体 晶粒扁平化，引入大量的位错结构为针状铁素体形核提供足量的形核质点，并通过中间巧 厚度方向的溫度梯度将变形传递到钢板屯、部；最后通过超快冷或ACC设备控制钢板平均冷 速和返红溫度，控制相变组织类型和尺寸，最终得到钢板板厚方向性能均匀的近表超细晶 超低碳微合金高强钢宽厚板。
[0011] 通过合理的低碳、低Ceq设计，低硫憐冶炼工艺，加入适量的Si、Mn配合化、化、Mo 等合金元素各自添加或任意组合等方式，并辅WA1、佩、V、Ti等微量元素，在适当发挥固溶 强化、析出强化和相变强化作用的同时，重点依靠细晶强化方式同时提高所述钢板强度和 初性。
[0012] 本发明通过简单的成分控制，利用TMCP技术获得了一种极地用-80°c低溫初性优 异的高强度船用TMCP钢的制造方法。钢板近表附近为针状铁素体和板条贝氏体的混合组 织、钢板1/4和1/2处为针状铁素体+低碳粒状贝氏体或铁素体+珠光体组织。
[0013] 本发明钢板强初性良好，具有优良的冷弯成型性能、低溫初性优异。通过本发明获 得的-80°C低溫初性优异的高强度船用TMCP钢：材料的厚度范围为10~100mm，屈服强度、抗 拉强度、延伸率满足GB712和各大船级社标准，-80°C低溫冲击> 200J。具有生产工艺稳 定，可操作性强，W及低成本、高性能等特点。
【附图说明】
[0014] 图1为本发明实施例1中100mm厚低溫初性优异的高强度船用TMCP钢1/4处金 相组织形貌，图中为针状铁素体+粒状贝氏体的混合组织。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合实施例对本发明做进一步描述，但不局限于下述实施例。
[0016] 一种极地用-80°C低溫初性优异的高强度船用TMCP钢的制造方法，包含W下工 序：连铸巧加热溫度介于1050~1250°C，采用奥氏体再结晶区和奥氏体未再结晶区两阶段 控制社制，在再结晶溫度975~llOCrC的溫度范围内完成粗社，社成1. 5~4. 5倍成品厚度 的中间巧；再结晶区社制完成之后中间巧加速冷却至Ar3W下，靠中间巧屯、部热量将近表 重新返溫，待中间巧表面溫度稳定到设定开社溫度后进行未再结晶区社制，进行累积压下 率为35%W上的社制；钢板社后W5°C/sW上的平均冷速从Ar3点W上+20~80°C的溫度冷 却至500°CW下。
[0017] 实施例中-80°C低溫初性优异的高强度船用TMCP钢社制工艺如表1所示，-80°C 低溫初性优异的高强度船用TMCP钢力学性能如表2所示。 阳〇1引 实施例1 目标钢种社制工艺如表1中工艺a进行社制，常规力学性能如表2中实施例1所示。
[0019] 实施例2 目标钢种社制工艺如表1中工艺b进行社制，常规力学性能如表2中实施例2所示。
[0020] 实施例3 目标钢种社制工艺如表1中工艺C进行社制，常规力学性能如表2中实施例3所示。 阳OW 实施例4 目标钢种社制工艺如表1中工艺d进行社制，常规力学性能如表2中实施例4所示。 阳0巧 实施例5 目标钢种社制工艺如表1中工艺e进行社制，常规力学性能如表2中实施例5所示。 阳〇2引 实施例6 目标钢种社制工艺如表1中工艺f进行社制，常规力学性能如表2中实施例6所示。
[0024] 实施例7 目标钢种社制工艺如表1中工艺g进行社制，常规力学性能如表2中实施例7所示。 阳〇2引 实施例8 目标钢种社制工艺如表1中工艺h进行社制，常规力学性能如表2中实施例8所示。 [0026]表 1
除上述实施例外，本发明还可w有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的 技术方案，均落在本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种极地用-80°c低温韧性优异的高强度船用TMCP钢的制造方法，其特征在于该生 产方法包含以下工序： 1) 连铸坯加热温度介于1050~1250°C，采用奥氏体再结晶区和奥氏体未再结晶区两阶 段控制乳制，在再结晶温度975~1100°C的温度范围内完成粗乳，乳成1. 5~4. 5倍成品厚 度的中间坯； 2) 再结晶区乳制完成之后中间坯加速冷却至Ar3以下，靠中间坯心部热量将近表重新 返温，待中间坯表面温度稳定到设定开乳温度后进行未再结晶区乳制，进行累积压下率为 35%以上的乳制； 3) 钢板乳后以5°C/s以上的平均冷速从Ar3点以上+20~80°C的温度冷却至500°C以 下。2. 根据权利要求1所述的极地用_80°C低温韧性优异的高强度船用TMCP钢的制造方 法，其特征在于：所述钢坯在再结晶区乳制的累积压下率为45%以上。3. 根据权利要求1所述的极地用_80°C低温韧性优异的高强度船用TMCP钢的制造方 法，其特征在于：再结晶区乳制完成之后中间坯加速冷却至Ar3以下的冷速为10~60°C/s。4. 根据权利要求1所述的极地用_80°C低温韧性优异的高强度船用TMCP钢的制造方 法，其特征在于：所述钢板厚度范围在l〇~l〇〇mm之间。
【专利摘要】本发明公开了一种极地用-80℃低温韧性优异的高强度船用TMCP钢的制造方法。本发明以常见连铸坯为原料，低磷硫冶炼工艺，采用TMCP工艺轧制。轧制时将中间坯近表加速冷却至Ar3以下，靠中间坯心部热量将近表重新返温，待中间坯表面温度稳定到设定开轧温度后进行未再结晶区轧制，轧后采用超快冷设备加速冷却，从而得到-80℃低温韧性优异的高强度船用TMCP钢。本发明钢板力学性能优异，可操作性强，成本低，生产效率高。
【IPC分类】C22C38/14, C21D8/02
【公开号】CN105256117
【申请号】CN201510686845
【发明人】王同良, 邱保文, 崔强
【申请人】南京钢铁股份有限公司
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年10月22日