[发明专利]一种低压缩比厚规格超高强海洋工程用钢板的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种海洋工程用钢板的生产方法，具体的说是一种低压缩比厚规格超高强海洋工程用钢板的生产方法。

背景技术

由于海洋资源利用的日趋发展，人类对海洋开发也不断从滨海向深海推进，而作为海洋资源开发的重要装备，如海洋平台、大型船只、以及开发作业的支撑结构海洋工程装备前景广阔，发展势头强劲。由海洋资源开发推动的海洋工程装备的进一步发展，将拉动海洋工程用钢向更高强度发展，如作为海洋石油平台及船舶等货物装卸和人员输送的设备海洋平台起重机，如吊臂和转台一般需690MPa以上超高强钢，在升降用的桩腿及齿条，不仅需要690MPa以上超高强度，还需要大厚度，以及耐寒冷气侯，对生产厂家来说，厚规格超高强耐低温钢的制造的难度要远远高于同强度级别的高强机械钢的制造。生产海洋工程用钢通常用电炉或转炉两种方法冶炼，用模铸或者连铸方法进行铸坯。相比之下，转炉冶炼和连铸生产的方式生产海洋工程用钢成本低廉。生产厚规格的海洋工程用钢，钢板与钢坯的压缩比较小，选用连铸坯厚为220mm，生产80mm的钢板，压缩比不到1/3，因而钢板成分和性能范围较窄，有害元素、夹杂物水平及中心偏析控制水平要求极高。最为关键的问题就是如何解决低压缩比钢板的厚度方向性能均匀性的问题。

现有的涉及海洋工程用钢的生产方法的专利，主要是通过控轧控冷或热处理方法获得海洋工程用钢板，技术不足之处为：强度低，组织多为体素体+珠光体组织，并且在对提高低压缩比厚规格厚度方向组织性能均匀性考虑较少，如：“一种大厚度海洋工程用钢板及其生产方法”（中国专利 CN 102400043）、“宽厚规格高强度船板钢及其生产工艺”（中国专利 CN 101418417）、“一种大厚度调质型海洋平台用钢”（ 中国专利 CN 101709432）、“一种80mm厚低压缩比海洋工程用钢板及制造方法”（ 中国专利 CN 102392192）、“一种易焊接高强度高韧性的船板钢及生产工艺”（中国专利 CN 101775559）、“低温韧性优良的780MPa级高张力钢钢板的制造”（ 中国专利 CN 101688262）。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种低压缩比厚规格超高强海洋工程用钢板的生产方法，可以保证厚规格超高强海洋工程用钢板的低压缩比、超高强度、高韧性、可焊性、及厚度方向性能均匀。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

一种厚度方向性能均匀的低压缩比厚规格超高强海洋工程用钢板的生产方法，该超高强度海洋工程用钢板的化学成分按重量百分比计，C：0.08～0.10%，Si：0.10～0.30%，Mn：1.20～1.60%，P：≤0.010%，S：≤0.0020%，Nb：0.030～0.050%，Ti：0.015～0.020%，Ni：0.80～1.00%，Cr：0.20～0.50%，Cu：0.20～0.40%，Mo：0.20～0.40%，B：0.0010～0.0030%，Alt：0.020～0.040%，余量为Fe及不可避免的杂质。

由于钢的化学成分直接关系到连铸坯内部质量与中心偏析程度的控制难易程度，也是最终高强钢板性能是否均匀的关键因素之一，本发明为了使所述钢在满足超高强、耐低温之外，还需保证厚规格钢板厚度方向性能均匀性，对所述钢的化学成分进行了限制，原因在于：

C：碳是影响超高强度钢力学性能的主要元素，也是影响低压缩比钢连铸坯中心偏析的主要元素，为了避开包晶钢的生产，又要提高钢的淬透性，保证钢的强度。所以碳含量控制在0.08～0.010%。这也有利于在超高强海工板认证过程中需要50KJ/cm的大线能量焊接。 

Si：硅是炼钢脱氧的必要元素，也具有一定的固溶强化作用，但硅含量过高，对钢板焊接性、表面质量及耐低温韧性都存在较大的影响，故本发明中将硅限定在0.20～0.40%的范围内。

Mn：锰在冶炼工序中起脱氧作用，同时对细化组织、提高强度和韧性有利。在调质钢中可以增加钢的淬透性，并且成本低廉。锰含量过高时，则会在实际生产中引起连铸坯偏析。对于本发明钢，锰含量控制在1.20～1.60%的范围内。

Nb：微量铌的溶质拖曳作用和铌对奥氏体晶界的钉扎作用，均抑制形变奥氏体的再结晶，并在冷却或调质处理的回火时形成析出物，从而使强度和韧性均得到提高。但是Nb会对焊接韧性有影响，故本发明钢中，铌含量应控制在0.030～0.050%的范围内。