[发明专利]一种800MPa级的船舶用钢及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁材料技术领域，特别涉及一种800MPa级的船舶用钢及其制备方法。尤其涉及一种800MPa级NDTT低于-80℃的船舶用钢及其制备方法。

背景技术

随着造船工业的发展，对船舶用钢材料的强度、韧性、焊接性以及表面质量性能的要求不断提高。特别是对于远海航区的万吨级以上船舶，为了减轻自重提高载荷，其船体需采用高强度钢板；同时为了保证船舶的安全性以及可靠性，要求船板在低温服役环境下具有良好的韧性及较低的NDT温度。

目前屈服强度高于700MPa级高强钢的生产方法主要包括两类：一类是低碳贝氏体钢系列，多通过加入Mo、Ni、Cr等合金元素以提高固溶强化效果，另一类钢板主要采取加入Ti、Nb、V微合金化元素，通过析出强化以及细晶强化来提高强度。另一方面，Ni是提高钢铁材料的低温韧性效果最好的元素，因此根据Ni含量的不同发展了1.5Ni、3.5Ni、5Ni以及9Ni等不同级别的低温用钢，这些钢种多为低温压力容器用钢。

专利号为CN102644030B提供了一种800MPa级低温用钢的生产方法，该钢种采取低C高Si、Mn、Cr以及Nb、Ti微合金化的成分设计，具体成分为C：0.04～0.14％，Si：0.20～0.50％，Mn：1.0～1.80％，Als：0.015～0.05％，P≤0.01％，S≤0.008％，Cr：0.10～0.50％，Ti：0.01～0.03％，Nb：0.10～0.50％，B：0.0008～0.0020％，其余为Fe及不可避免杂质。采取两阶段轧制，轧后在线淬火+回火的工艺处理。该专利所述工艺下，屈服强度大于800MPa，延伸率大于18％，-60℃冲击功大于170J。从该专利从强度及冲击韧性指标来看较优，但该专利未研究其NDTT性能。

专利号为CN104388838A提供了一种压力容器用5Ni钢板的生产方法，该钢种化学成分如下，C：0.07～0.10％、Si：0.15～0.30％、Mn：0.70～0.80％、P≤0.008％、S≤0.003％、Ni：4.90～5.25％、Alt：0.020～0.050％、Sn≤0.015％、Sb≤0.003％。该专利所述工艺下生产的5Ni钢屈服强度大于450MPa，抗拉强度大于590MPa，断后延伸率大于25％，～125℃冲击功均值高于180J。虽然该专利低温韧性良好，但其屈服强度偏低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种800MPa级的船舶用钢及其制备方法，解决了远海航区船舶用钢材要求高强度、韧性好、止裂性能优良的问题。实现了在宽厚板线上采用控轧+调质工艺生产船舶用钢，达到屈服强度≥800MPa、抗拉强度≥900MPa、断后延伸率≥17％、-84℃冲击功≥130J、NDTT≤-80℃，钢板厚度规格为20～40mm。

一种800MPa级的船舶用钢，其中，化学成份重量百分比为：C：0.05～0.10％、Si：0.10～0.25％、Mn：0.20～1.0％、P≤0.015％、S≤0.010％、B≤0.0015％、Ni：3.5～5.5％、Cr：0.3～0.9％、Mo：0.2～0.7％、V：0.02～0.13％，其余为Fe和不可避免杂质。

一种800MPa级的船舶用钢的制备方法，具体步骤及参数如下：

1、加热制度：将钢坯加热至1150～1200℃，保温2.5～3.5h；

2、轧制工艺：采用控轧工艺，轧制过程分为两个阶段，再结晶区轧制和未再结晶区轧制；再结晶区阶段轧制开轧温度为1070～1120℃，累计压下率≥50％，中间坯待温厚度为2～4倍成品厚度；待温至850～890℃进行未再结晶区轧制，终轧温度为800～840℃，未再结晶累计压下率≥20％；

3、轧后冷却工艺：轧后冷却工艺为两种,即轧后空冷至室温，或轧后水冷至420～470℃，水冷冷却速度为10～15℃/s。

4、淬火+回火的调质热处理工艺：淬火温度为880～930℃，保温时间为2.5min/mm·t，后水淬；回火温度为610～650℃，保温时间为3min/mm*t，然后空冷至室温，其中t为成品厚度。