[发明专利]一种低屈强比碳锰低温钢的制造方法

说明书

本发明公开了一种低屈强比碳锰低温钢的制造方法，化学成分重量百分比为C=0.05~0.09、Si=0.10~‑0.40、Mn=1.30~1.50、P≤0.010、S≤0.003、Nb≤0.010、Al=0.030~0.060，余为Fe和不可避免的杂质。本发明采用低C高Mn、高Al的成分设计，通过连铸过程中动态轻压下控制技术，并配合轧制过程中高温大压下及轧后快速冷却控制工艺，获得细小的准多边形铁素体及少量针状铁素体+珠光体组织。本发明的低屈强比碳锰低温钢针对液化石油气船用钢，具有钢质纯净、低屈强比、高韧性及低温焊接性能优异的特点，钢板厚度方向韧脆转变温度低于‑80℃，焊后‑70℃焊接性能优良，此外，无需添加Cu、Cr等微合金元素，制造成本低廉。

技术领域

本发明属于低合金结构钢制造领域，具体涉及一种低屈强比碳锰低温钢的制造方法。

技术背景

液化石油气（Liquefied Petroleum Gas），简称LPG，以其使用方便、清洁、少污染的特点受到广泛的采用。由于民用及商用液化气需求的不断增加，全球液化石油气贸易量大幅增长。与之相适应，LPG船运市场也随之发展起来。

LPG船作为目前世界四大主力发展船型之一，主要运输以丙烷和丁烷为主要成份的石油碳氢化合物或两者混合气，包括丙烯和丁烯等化工产品。对于普通运输船而言，-40℃已是运输使用极限，而LPG船液货舱正常工作温度在-55~-60℃。船用碳锰低温钢则主要应用于LPG/VLGC船液货舱及次屏蔽等船体结构，船用低温钢在母材及焊接应用中至少需要接受-70℃的考验，属于高端船用钢板。一般对于0℃以下服役环境的钢板，生产过程中都需要添加一定量的Nb、Ni等微合金元素进行晶粒细化，提高低温韧性。

CN201610815114公开的“一种用于-70℃的高强度、高韧性、低屈强比低温钢及其制造方法”，该钢板化学成分的质量百分含量为：C=0.05～0.20、Si≤0.30、Mn=0.85～1.50、P≤0.005、S≤0.003、Al=0.015～0.050、Ni=0.35～0.70，此外还含有Mo≤0.10、Nb≤0.05，Ti≤0.025，Ca≤0.005中的一种或多种，余为Fe和不可避免的杂质。该发明方案中由于添加Ni、Mo等贵重合金，合金成本高，且钢板需正火+回火热处理，制造成本高且工艺复杂。

CN201611003652 公开的“一种液化气体船用碳锰低温钢及制造方法”，该钢板化学成分为：C=0.03～0.08、Si=0.10～0.30、Mn=0.60～1.30、P≤0.015、S≤0.005、Nb=0.010～0.080、Al=0.010～0.060，余为Fe和不可避免的杂质。该发明方案由于大量添加Nb元素，一定程度上增加了合金成本，另外Nb元素轧制过程中会析出碳氮化物，使屈强比增高。且在较高输入量焊接速度下，固溶Nb会增加HAZ区贝氏体转变的倾向，对焊接后低温性能存在一定影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何在不添加Ni、Cu等贵重合金元素的条件下，采用低C高Mn、Al脱氧细晶成分设计，配合冶炼连铸过程中动态轻压下控制技术，轧制阶段高温大压下及轧后快速冷却控制工艺，使钢板获得均匀细小的准多边形铁素体及少量针状铁素体+珠光体组织，从而获得良好的低温韧性及屈强比性能，韧脆转变温度可达到-80℃，屈强比≤0.85。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

一种低屈强比碳锰低温钢的制造方法，钢的化学成分重量百分比为C=0.05～0.09、Si=0.10～0.40、Mn=1.30～1.50、P≤0.010、S≤0.003、Nb≤0.010、Al=0.030～0.060、Ti=0.01～0.02，余为Fe和不可避免的杂质；包括以下工艺步骤：