[发明专利]一种具有高延展性的FH36级海洋工程用钢及制造方法

说明书

本发明涉及一种具有高延展性的FH36级海洋工程用钢及制造方法，按重量百分比计包括以下化学成分：C：0.05～0.70％，Si：0.15～0.25％，Mn：1.20～1.60％，Ni：0.20～0.40％，Nb：0.03～0.05％，V：0.03～0.05％，Ti:0.005～0.02％，P≤0.01％，S≤0.002％，Als：0.01％～0.05％，其余为Fe和不可避免的杂质。优点是：适用于海洋工程领域，本发明的FH36级别钢板具有高延展性，拉伸断后延伸率≥30％，最大力延伸率≥26％；低温韧性优异，‑60℃冲击功≥200J，良好的断裂韧性，NDTT温度≤‑60℃。

技术领域

本发明属于钢铁材料领域，涉及一种具有高延展性的FH36级海洋工程用钢及制造方法。

背景技术

近年来，向深海远海发展已成必然趋势，近洋产业正逐步向海洋产业转型升级，海洋装备的服役环境也日趋复杂。为此开发移动式深海平台、FPSO和远洋工程船等高端海工装备，不仅要求海洋工程钢具有良好的强度和稳定性，而且特别提出了要求钢板具有高延展性和低温韧性，以应对船舶和海洋工程装备可能遭遇的突发性事故和恶劣海况下的运营安全。高延展性和超低温韧性是海洋工程用钢“高安全服役性”概念中的重要指标。

结构材料的延展性越好，受载荷时吸收的能量就越多，美国ABS船级社目前已经将高延展性性能指标纳入相关规范“Material requirements for higher-ductility hullstructural steel plates and sections”当中，其目的是在船舶、海洋工程装备和结构发生碰撞时，让钢板吸收碰撞的能量，使之不易出现结构失稳从而提高装备的服役安全性，保护内部结构并降低货物或燃油泄漏造成海洋污染的风险。日本的新日铁、住友金属已经开发出了此类具有高延展性和抗碰撞功能的海洋工程用钢板(“NSafe-Hull”系列)，目前已经处于应用阶段。我国目前此类钢板未形成规模化应用，国内相关院所及钢铁企业也尚未进行系统研究。而对于极寒、冰区等严苛环境服役的海工装备，要求其关键部位材料具有良好的超低温韧性，能够在低温环境下长期稳定使用，如应用于冰区半潜式平台桩腿和海上风电近海面的抗冰锥体结构。综上所述，高延展性和超低温韧性所带来的高服役安全性将成为海洋工程用钢领域未来需求的必然发展趋势，其中FH36级钢板广泛应用于海洋工程装备的关键部位。因此，有必要开发具有高延展性的FH36级海工用钢，以满足海洋工程结构及装备在多种应用场景下的安全服役性。

现有技术中，专利公开号为CN108517462A，公开了一种高延展性的EH40级船板钢及其生产方法，以低碳加微合金强化的成分设计，采用两阶段轧制加水冷-空冷-水冷三段式冷却，该技术生产工艺复杂，对冷却设备控制能力要求较高，工艺窗口窄。专利公开号为CN110714171A，公开了一种高延展性的EH420级别船板钢及其生产方法，以Nb、Ti微合金强化，采用两阶段轧制加两段式冷却的方式，利用冷却速度为60℃/s的超快冷技术得到软相铁素体加硬贝氏体的复合组织，但该技术难度较大，实际工业生产中难以达到所需的冷速条件，且在钢板厚度条件上存在局限。专利公开号为CN103695769A，公开了一种FH40海洋工程用钢板生产方法，以Nb、V微合金强化并添加Ni，通过LF+VD精炼工艺来保证钢质的洁净度，采用两阶段TMCP和正火后快冷获得-60℃冲击180J以上的60-100mm的FH40钢板，但其延展性较差，断后延伸率结果低于24％。专利公开号为CN113174537A，公开了一种具有优良时效冲击韧性的大厚度FH40造船用钢板及其制造方法，以Nb、Ti微合金强化并添加Ni，通过低温加热和两阶段TMCP调控相变组织构成和多相粒子析出行为，得到具有良好均匀性能的铁素体加贝氏体组织，但该方法采用低温加热制度且要求开轧阶段单道次压下率大于15％，对轧制设备能力要求较高。专利公开号为CN108517463A，公开了一种高延展性的FH500级船板钢及其生产方法，以Nb、V微合金强化成分设计，配合控轧控冷技术获得软相铁素体和硬相贝氏体的组织，控冷阶段采用水冷-空冷-水冷三段式冷却，且一段冷却要求100～150℃/s的超快冷，同样存在设备能力及组织均匀性等问题。

发明内容