[发明专利]一种高断裂韧性420MPa级海工平台用钢板及制备方法

权利要求书

1.一种高断裂韧性420MPa级海工平台用钢板，其特征在于，按质量百分比计，钢板成分包括C：0.07％～0.12％，Si：0.15％～0.40％，Mn：1.20％～1.65％，P：≤0.011％，S：≤0.003％，Cr：0.01％～0.40％，Mo：0.01％～0.25％，Ni：0.01％～0.80％，Cu：0.01％～0.35％，Nb：0.005％～0.05％，Al：0.04％～0.12％，N：0.0041％～0.012％，Ti：0.007％～0.015％，余量为Fe及其他不可避免的杂质；钢板厚度t为20～80mm；

钢板中N含量≥0.0030％时，满足：100Ti(14/48)/a₁+100Al(14/27)/a₂≥100N-0.0005，其中a₁＝1，a₂＝3，Ti、Al、N代表的是Ti、Al、N元素的质量百分比；

所述钢板的金相组织为铁素体+少量珠光体，其中，铁素体含量80％～95％，铁素体的平均晶粒尺寸为4～9μm，钢板厚度1/4处力学性能为：屈服强度440～490MPa，抗拉强度550～620MPa；

所述钢板厚度1/4处和厚度1/2处的铁素体的晶粒尺寸差异0～20％，屈服强度差异为(0,15+0.25×t)MPa；

所述钢板的断裂韧性-10℃CTOD值1.5mm以上，裂纹扩展和断裂均为稳态方式；NDT温度-55～-75℃；焊接热影响区-10℃CTOD值为0.52～1.43mm，-20℃CTOD值为0.35～0.89mm，焊接热影响区的显微组织中铁素体含量65％以上。

2.根据权利要求1所述的钢板，其特征在于，所述钢板的Ni含量与钢板厚度t还满足：100Ni≥0.25(t/40)+0.05(t/40)²-0.05；其中，Ni指的是Ni元素的质量百分比。

3.根据权利要求1所述的钢板，其特征在于，按质量百分比计，所述钢板成分包括C：0.08％～0.11％，Si：0.15％～0.28％，Mn：1.45％～1.60％，P：≤0.011％，S：≤0.003％，Cr：0.05％～0.20％，Mo：0.03％～0.15％，Ni：0.43％～0.75％，Cu：0.05％～0.24％，Nb：0.021％～0.041％，Al：0.04％～0.083％，N：0.0041％～0.007％，Ti：0.008％～0.012％，余量为Fe及其他不可避免的杂质；钢板厚度t为50～80mm。

4.根据权利要求1所述的钢板，其特征在于，所述钢板厚度1/4处力学性能为：延伸率25％～32％，-40℃冲击功220～365J。

5.一种高断裂韧性420MPa级海工平台用钢板的制备方法，用于制备权利要求1-4任一项所述的钢板，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将钢坯加热至1070～1150℃，并保温均匀化；

步骤2、轧制；

步骤3、轧制后钢板入水加速冷却，冷却速度5～15℃/s，返红温度480～600℃，自然冷却至400℃后缓冷。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，轧制包括两阶段轧制，第一阶段为再结晶控轧，参数：轧制温度≥950℃，至少有两道次轧制的单道次变形量≥18％，轧制辊速≤1.5m/s；第二阶段为未再结晶控轧，参数：终轧温度≤(830-0.25×t)℃，至少有三道次轧制的单道次变形量≥12％，至少两道次的单道次变形量≥15％。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，轧制包括三阶段轧制：第一阶段为再结晶控轧，参数：轧制温度≥950℃，至少两道次轧制的单道次变形量≥18％，轧制辊速≤1.5m/s；第二阶段为未再结晶控轧，参数：轧制温度≤(840-0.25×t)℃，至少两道次轧制的单道次变形量≥15％；第三阶段进行两相区轧制，参数：轧制温度为(Ar₃-5℃)～(Ar₃-25℃)，至少两道次轧制的单道次变形量≥12％。