[发明专利]一种100～120mm Q460D特厚高强钢及其制备方法

说明书

本发明涉及一种100～120mm Q460D特厚高强钢，化学成分按质量百分比计为C：0.10～0.13％，Si：0.30～0.50％，Mn：1.40～1.60％，P：≤0.0070％，S：≤0.0020％，Nb：0.020～0.050％，Ti：0.008～0.020％，Al：0.020～0.040％，Cu：0.10～0.20％，Cr：0.10～0.20％，Ni：0.10～0.20％，余量为Fe及不可避免的杂质元素。生产工艺流程：转炉‑LF精炼‑RH真空脱气‑Ca处理‑连铸‑铸坯脱氢处理‑加热‑正火轧制‑空气冷却‑钢板堆垛缓冷‑拆垛。钢板上屈服强度介于430‑470MPa，抗拉强度介于550‑570MPa，延伸率≥20％，‑20℃厚度1/4处、1/2处夏比冲击功≥200J。探伤结果满足ASTM A 578C级要求，钢板表面无缺陷。

技术领域

本发明涉及一种100～120mm Q460D特厚高强钢及其制备方法。属于钢铁冶金技术领域。

背景技术

随着国家大型装备不断发展，厚板、特厚钢板在海洋工程、船舶、高层建筑、桥梁、压力容器、能源化工等诸多领域建设中得到广泛应用，已成为国民经济发展中的重要钢铁材料。对于Q460D这类高强特厚钢板，传统常选用钢锭/复合坯进行锻造或轧制开坯，再加热轧制成特厚板。但是钢锭与复合坯生产成材率低，效率低，成本高，不推荐使用。采用连铸坯生产，可以降低成本，但是生产≥100mm Q460D的钢板，现有连铸坯厚度通常介于150～450mm，压缩比小，要想保证其高强韧性，特别厚度1/2处的高韧性、以及焊接性，生产难度大。

为了克服上述困难，并提高钢板高强韧性，达到Q460D及以上级别，现有技术通过轧制后增加正火、或调质热处理，旨在通过增加相变来达到钢板厚度方向组织性能均匀化目的。如：中国专利CN102400043B通过调质生产获得了150mm厚海洋工程用钢板，中国专利CN106567011A通过调质生产获得了一种适用于-60℃的易焊接高强高韧性特厚钢板，使用淬火加回火这种调质工艺，需两次使用热处理炉，占用热处理产能，热处理成本高，生产周期长。中国专利CN104962814A通过正火+正火后水弱冷的方式获得了一种正火高强韧性150mm特厚板，通过正火生产C含量高，过多C含量不利于低温冲击韧性，焊接性能。

也有尝试采用TMCP工艺生产，如中国专利CN103397250B采用TMCP工艺生产特厚Q460级别高强度结构钢板，最大厚度达120mm，C含量低，碳当量低，易于焊接和提高材料低温冲击韧性，但是其需要在500～600℃这个高温度长时间堆冷48h～72h，生产组织难度大，且其厚度1/2处较之厚度1/4处铁素体粒明显粗大，存在明显组织梯度。中国专利CN111304530A通过TMCP工艺生产，获得了一种460MPa级钢，但是其800-830℃低待温控制轧制，强冷模式且终冷温度≤300℃。低温轧制如此大厚度钢板，显著增加轧辊负荷，降低轧辊寿命。强冷模式及极低温终冷温度导致钢板产生很大内应力，影响后期使用及焊接。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种100～120mm Q460D特厚高强钢及其制备方法，降低制造成本，提高材料的强度、韧性及可焊性。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种100～120mm Q460D特厚高强钢，化学成分按质量百分比计为C：0.10～0.13％，Si：0.15～0.30％，Mn：1.20～1.40％，P：≤0.0070％，S：≤0.0020％，Ni：0.30～0.50％，Ti：0.008～0.020％，Al：0.020～0.040％，Cu：0.20～0.30％，Cr：0.20～0.40％，Nb：0.020～0.045％，V：0.020～0.040％，Ca：0.0005～0.0020％,余量为Fe及不可避免的杂质元素。

本发明100～120mm Q460D特厚高强钢的化学成分是这样确定的：