[发明专利]一种355MPa级别海洋工程用耐低温热轧H型钢及其制备方法

说明书

本发明涉及一种海洋工程用耐低温热轧H型钢及其制备方法，所述H型钢的化学成分，按重量百分比计，包括为C：0.040～0.070；Si：0.015～0.30；Mn：1.20～1.50；P≤0.015；S≤0.010；Nb：0.02～0.040；Ti：0.008～0.025；Ni：0.10～0.50，Al：0.015～0.050；B：0.0001～0.0008；As+Sn+Cu+Zn≤0.04；N≤0.0040；T.[O]≤0.0015。其余为Fe及不可避免的杂质。本发明采用复合微合金化进行控轧控冷生产，可以实现不同坯型不同规格产品的批量制备，适应于低温环境海洋工程项目用多规格小批量型钢的生产需求。

技术领域

本发明属于冶炼技术、轧制成型技术领域，具体地，本发明涉及一种海洋工程用耐低温热轧H型钢及其制备方法。

背景技术

北极南极等极寒地区专用H型钢主要应用于建筑、船舶、桥梁、电站设备、水利、能源、化工、起重运输机械及其他较高载荷的钢结构件。上述地区环境温度常年在-50℃以下，对钢材的要求极为苛刻，尤其是耐低温冲击性能。传统材质的热轧H型钢无论从强度、耐低温性能还是焊接使用性方面都完全不能满足该地区的材料使用要求。作为结构材料使用的H型钢为一种良好的经济型材料，在极寒地区的应用逐渐增加。作为特殊用途产品，不同企业进行了制备并根据自己装备特点进行了耐低温钢产品的开发。

专利申请CN102021475A公开了一种耐低温结构用热轧H型钢的制备方法，此发明钢成分重量百分比为：C:0.12～0.22％，Si:0.10～0.4％，Mn:1.1～1.50％，P≤0.025％，S≤0.025％，Nb:0.02～0.05％；其余为铁和微量杂质。该发明轧制过程需要轧制变形制度采用大压下量开坯，大压下率终轧，轧制力偏高，造成部分规格不能实现生产；实现末2道累积压下率为30％～40％，将精轧道次变形量控制在60％～70％，对轧机能力要求高。

专利申请CN103667910A公开了一种具有良好低温冲击韧性的热轧H型钢及其制造方法，该钢按质量百分比由如下化学成分组成：C:0.05～0.18％，Si:0.15～0.40％，Mn:1.0～1.50％，V:0.010～0.050％，Nb:0.015～0.050％，Ti:0.005～0.025％，Al≤0.035％，P≤0.020％，S≤0.015％，其余为Fe及不可避免的杂质。此发明采用Nb、V、Ti等多种微合金化元素，对横向冲击韧性没有体现，碳含量高造成焊接性能偏低。较高的碳含量容易出现异常组织，造成冲击韧性出现波动，因此对后续用户应用造成一定影响。

专利申请CN101255527A公开了一种具有良好低温冲击韧性的加硼H型钢及其制备方法，此发明钢成分重量百分比为：C0.08～0.20％，Mn1.00～1.60％，Si0.10～0.55％，P≤0.025％，S≤0.025％，Nb0.015～0.035％，B0.0005～0.0012％，余量为铁和微量杂质。碳含量过高造成焊接性能偏低；产品低温温度为纵向-40℃。

专利CN 105018861 B公开了一种低成本正火轧制热轧H型钢及其制备方法，H型钢的化学成分按重量百分比为(％)：C：0.04～0.15，Si：0.15～0.50，Mn：0.95～1.65，P≤0.020，S≤0.015，Al≥0.02,Cu≤0.55，Cr≤0.30，Ni≤0.50，Mo≤0.1 0，B≤0.03，V：0.02～0.060，As+Sn+P+S≤0.04，其余为Fe及不可避免的杂质。此专利中采用单一V微合金化，冲击韧性较低，裂纹敏感指数较高，因此对极低环境下的使用受到一定限制。

上述现有技术中，简单的微合金化不利于提高铸坯表面质量，对韧性提升受到严重制约；同时过高的碳含量容易造成焊接缺陷，引起轧机负荷大，轧件弯曲和偏头、尺寸不易控制，对设备要求高，导致H型钢综合性能和成品尺寸合格率比较低。

发明内容