[发明专利]一种疲劳性能优异的船用超高强低温钢及制造方法

权利要求书

1.一种疲劳性能优异的船用超高强低温钢，其特征在于，该钢的成分按重量百分比计如下：C: 0.080%-0.140%，Si: 0.20%-0.60%，Mn: 1.15%-1.60%，Nb: 0.020%-0.050%，V:0.040%-0.080%，Cu: 0.30%-0.50%，Ni: 0.50%-0.80%，N: 0.0140%-0.0170%，Cr: 0.10%-0.20%，P≤0.010%，S≤0.005%，Als: 0.015%-0.035%，余量为Fe及不可避免杂质；所述低温钢室温高周疲劳极限强度320MPa以上，疲劳比≥0.52，-20℃高周疲劳极限强度350MPa以上；所述低温钢屈服强度500MPa以上，抗拉强度620MPa以上，断后延伸率23.0%以上，-40℃冲击吸收能量≥260J，-60℃冲击吸收能量≥230J。

2.根据权利要求1所述的一种疲劳性能优异的船用超高强低温钢，其特征在于，所述低温钢的显微组织为超细铁素体+贝氏体+少量马氏体的复相组织，所述超细铁素体尺寸小于5.0μm。

3.根据权利要求1所述的一种疲劳性能优异的船用超高强低温钢，其特征在于，所述低温钢中V的析出物与铁素体间具有共格或半共格关系；所述V的析出物为V（C,N），其尺寸小于14.0nm。

4.一种权利要求1-3任一项所述的一种疲劳性能优异的船用超高强低温钢的制备方法，包括冶炼、连铸、加热、轧制、冷却；其特征在于：

（1）连铸：中间包过热度15℃-25℃；

（2）加热：将铸坯加热至1200℃-1300℃，升温速度5-20℃/min，保温时间60-180min；

（3）轧制：将铸坯经三阶段轧制成热轧钢板，第一阶段采用高温大压下的工艺，开轧温度1130-1200℃，第一道次压下量≥40mm，其余道次压下率20%-40%，轧至厚度为3.3-4.0倍成品厚度待温；二阶段开轧温度980-1060℃，轧至厚度为2.0-3.0倍成品厚度待温，三阶段开轧温度800-850℃，道次压下率15%-35%，终轧温度720-780℃；

（4）冷却：轧后钢板进行加速冷却，开冷温度680-750℃，冷却速度5-20℃/s，返红温度550-600℃。

5.根据权利要求4中所述的一种疲劳性能优异的船用超高强低温钢的制备方法，其特征在于，所述冶炼工艺具体参数如下：

a）在转炉冶炼时调整C、Si、Mn、P、S元素的含量，使其含量至上述钢的成分范围内，并根据要求添加其它合金成分进行熔炼；

b）将钢水进行精炼，调整其它合金元素含量至上述钢的成分范围内，在精炼后期进行喂Si-Ca线，然后进行吹氩处理；

c）将精炼后的钢水进行RH处理，RH处理时间20-40min，RH处理时全程吹氮，调整N元素的含量，保证钢的最终N含量至上述钢的成分范围，控制钢中[H]≤2.0ppm，[O]≤20ppm。

6.根据权利要求4中所述的一种疲劳性能优异的船用超高强低温钢的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）连铸过程中全程保护浇注，采用电磁搅拌，电流I≥400A，连铸完成得连铸坯。

7.根据权利要求4中所述的一种疲劳性能优异的船用超高强低温钢的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）连铸后所得铸坯堆垛缓冷，堆垛时间不小于48小时。

8.根据权利要求4中所述的一种疲劳性能优异的船用超高强低温钢的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）冷却后，将钢板进行堆垛缓冷，堆垛温度400-500℃，堆垛时间≥24h。