[发明专利]一种高韧性耐热船用球扁钢及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高韧性耐热船用球扁钢及其制备方法，所述制备方法为：在转炉或电炉中装入CaO、40％高炉铁水、废钢、MnFe、SiFe、NiFe、NbFe、TiFe合金料以及辅料进行熔化，然后加FeO进行脱P，取样分析合金元素含量并进行目标值调整，采用钢包炉LF进行脱S处理，接着采用真空脱气，最后连铸成铸坯；然后经过轧制和热处理得到球扁钢成品。本发明制备的球扁钢室温屈服强度≥610MPa，+700℃屈服强度≥470MPa，‑120℃冲击吸收功≥90J，用于建造低温能源船舶液化天然气、乙烯等储罐的加强筋、船体骨架等结构件，安全性更好。

技术领域

本发明属于高强度结构钢制造领域，具体涉及一种高韧性耐热船用球扁钢及其制备方法。

背景技术

LNG、LPG等运输船舶的服役安全要求越来越严，技术含量越来越高，设计选用船体结构钢材时既要考虑钢材的力学性能、质量，还要考虑钢材的抗高低温性能，在高低温环境仍具备一定的强度，在出现危机时刻为救援争取时间，化险为夷。

现有的船体结构球扁钢多采用普通钢材A、D、E、AH32、AH36、DH36、EH36等质量等级的钢种建造，这些钢种能保证-40℃冲击功≥41J，但是随着环境温度的升高，强度急剧降低，失去支撑能力，同时难于满足-120℃服役环境要求，不能用于建造超低温液化天然气、乙烯储罐的加强筋等结构件，现有的球扁钢高温强度低，遇到火灾等高温险情不能够支撑有效载荷，不能延缓足够的时间消除险情，因此，需要提供一种高强度既有优良的超低温韧性又具有耐高温性能的球扁钢，为航行于恶劣环境的远洋船舶提供足够的安全。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供一种高韧性耐热船用球扁钢及其制备方法，解决了现有的球扁钢随着环境温度的升高，强度急剧降低，同时难于满足-120℃服役环境要求，不能延缓足够的时间消除险情的问题。本发明制备的球扁钢室温屈服强度≥610MPa，+700℃屈服强度≥470MPa，-120℃冲击吸收功≥90J，用于建造低温能源船舶液化天然气、乙烯等储罐的加强筋、船体骨架等结构件，安全性更好。

技术方案：本发明一种高韧性耐热船用球扁钢，所述钢各成分及其质量百分比含量为：C:0.02～0.059％，Si:0.51～0.82％，Mn:0.1～0.29％，P≤0.006％，S≤0.002％，Ni：4.21～4.62％，Nb：0.25～0.45％，Ti:0.28～0.36％，余量为Fe和不可避免的杂质。

进一步，所述Si的质量百分比含量为0.51～0.61％。

进一步，所述Nb的质量百分比含量为0.26～0.36％。

进一步，所述Ti的质量百分比含量为0.29～0.34％。

本发明还包括一种高韧性耐热船用球扁钢的制备方法，包括以下步骤：

1)转炉或电炉冶炼：

在转炉或电炉中装入CaO、40％高炉铁水、废钢、MnFe、SiFe、NiFe、NbFe、TiFe合金料以及辅料进行熔化，然后加FeO进行脱P，取样分析合金元素含量并进行目标值调整，采用钢包炉LF进行脱S处理，接着采用真空脱气，最后连铸成铸坯；

2)轧制：

将铸坯加热温度为1240～1300℃，保温时间≥4.0h，铸坯出炉后立即轧制，开轧温度≥1080℃，终轧温度≤900℃，轧后空冷；

3)热处理：

正火：将轧制的球扁钢加热至935～955℃温度范围，保温106～120min，出炉空冷至室温；

回火：经正火的球扁钢加热至660～680℃温度范围，保温125～140min，出炉空冷至室温，得到球扁钢成品。

进一步，所述铸坯为(150～220)mm×(320mm～480)mm的矩形坯。