[发明专利]宽厚规格高强度船板钢及其生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种高强度钢及其生产工艺，具体的说是宽厚规格高强度船板钢及其生产工艺。

背景技术

船用钢材的价格在造船生产成本费用中所占的比重约为15-20％，在船舶原材料供应价格中占70％以上。造船行业需求的钢材主要包括板材、型材和管材，其中又以板材为主。随着造船产量的大幅增长，以及船舶大型化、轻量化、专业化以及高技术含量的要求，未来造船用钢的发展趋势为：低合金高强度钢的需求量将大幅度增加；船舶用宽厚板将大型化；规格及尺寸精度将更高；质量将进一步提高，品种将增多。

现在，对于宽厚规格高强度船板钢的生产可以采用几种不同的方法。但大多数钢铁生产企业采用微合金化配合控轧控冷的生产工艺来进行船板钢的生产，以满足造船工业的要求。由于宽厚规格高强度船板钢的各种性能要求苛刻，对其化学成分的设计将会带来许多困难，需要进行多次的试验才能确定，极大地制约了船板生产企业产品升级的步伐。宽厚规格高强度船板钢的生产因其尺寸厚，规格大，所以易产生组织不均匀，尤其是厚度方向上的组织难以控制，造成钢板表面与心部性能不一、钢板低温韧性值不佳；且易产生变形，尤其是宽度方向上板型控制困难，所以会造成钢板尺寸偏差较大。又因为控轧控冷生产流程繁多，生产工艺复杂，对钢板的控制要求严格，尤其是轧制变形以及喷水冷却过程中需要进行精确的控制，所以会造成产品合格品率低，产品质量波动大，生产效率不高等问题。目前，对于船板钢的化学成分进行优化设计以及开发出一种工艺简单、易于控制的控轧控冷生产工艺是解决宽厚规格高强度船板钢生产难题的方法之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对以上现有技术存在的缺点，提出一种工艺简单，生产效率高，产品性能稳定，质量波动小的宽厚规格高强度船板钢及其生产工艺。

本发有解决以上技术问题的技术方案是：

宽厚规格高强度船板钢，按重量百分比包括以下组成成分：C0.04％～0.16％，Mn 1.20％～1.60％，P≤0.025％，S≤0.025％，Si 0.10～0.30％，Ni≤0.40％，Al_t0.020～0.060％，Nb 0.02％～0.05％，Ti≤0.02％，N≤0.012％，其量为Fe。

宽厚规格高强度船板钢的生产工艺，包括冶炼、粗轧、精轧和控制冷却工序，

冶炼工序中，加热炉内加热温度为1180℃～1220℃，加热时间为3.0～4.0h；

粗轧工序中，开轧温度为1080℃～1120℃，进行4～6道次轧制，总压下量为50％～60％；

精轧工序中，开轧温度为800℃～900℃，进行4～9道次轧制，总压下量为40％～60％，终轧温度为800～830℃；

控制冷却工序中，开始喷水冷却温度为780℃～820℃，终止喷水冷却温度为600℃～720℃。

在同等级别的宽厚规格高强度船板钢中降低碳含量，最大限度提高Mn，Ni含量、添加Nb、Ti微合金元素以及C，N与合理控制微合金元素的比率。降低碳含量是为了提高船板钢的焊接性能。最大限度提高Mn，Ni含量既保证足够的强硬度，同时又能降低材料的韧脆温度。添加Nb、Ti微合金元素以及C，N与合理控制微合金元素的比率是为了弥散析出高温Ti(C，N)等细小碳化物，从而控制板坯加热与保温过程中原始奥氏体晶粒尺寸以及改善产品的焊接性能；而添加Nb元素是为了提高奥氏体再结晶温度，配合船板钢的轧制生产过程，使精轧最后轧制过程在奥氏体非再结晶区进行，从而产生加工硬化作用，从而细化基体组织，并弥散分布纳米尺寸的碳氮化物强化相。

本发明的高强度船板钢组织为铁素体+珠光体，表面组织为针状铁素体，而心部为多变形状铁素体。在生产此种高强度钢板时，加热炉内加热温度要保持在1180℃～1220℃，加热时间3～4h，是为了防止奥氏体异常长大。在粗轧阶段进行4~6道次轧制以及精轧阶段的是4～9道次轧制为了产生尺寸均匀，具有加工硬化的组织，以及析出(Ti，Nb)(C，N)等细小碳化物。而在控冷阶段喷水温度的控制是为了加速奥氏体向铁素体的转变，从而产生细小的铁素体晶粒。