CN110714171B - 一种高延展性的eh420级别船板钢及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高延展性的EH420级别船板钢及其生产方法,所述船板钢化学成分组成及其质量百分含量为:C:0.08~0.13%、Si:0.10~0.25%、Mn:1.0~1.4%、Nb:0.01~0.03%、Ti:0.02~0.04%、Als:0.02~0.04%、P≤0.02%、S≤0.01%,其余为铁和不可避免的杂质;所述生产方法包括连铸、加热、轧制、冷却工序。本发明EH420级船板钢不含Ni、Cu、V等金属元素,采用超快速冷却+层流冷却的两段式冷却方式,终轧温度较高,轧机负荷低,轧制效率高,生产成本低廉,船板钢的组织为软相铁素体和硬相贝氏体,具有高延展性。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域,具体涉及一种高延展性的EH420级别船板钢及其生产方法。
背景技术
随着远洋航运的发展,船板钢的需求量不断增加,船体结构用钢的强度也在逐渐提高。EH420级别的船板钢已经广泛应用于船舶和海洋工程领域。当前,人们不仅关注船体结构的强度,更关注船舶的碰撞安全性。船舶碰撞往往会造成结构破损、货物泄漏、环境污染、人员伤亡等灾难性的后果。船体的抗碰撞性能与船体用钢的变形性能有直接关系。船体用钢的延展性越好,变形时吸收的能量越多,从而能够提高船体碰撞时的安全性。因此,开发具有高延展性的EH420船体用钢对于提高船体强度以及船舶碰撞安全性具有重要的意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高延展性的EH420级船板钢及其生产方法。该发明EH420级船板钢不含Ni、Cu、V等金属元素,为合金减量型EH420级高强船板钢,同时还具有较高的延展性,能够提高船体的碰撞安全性;制备工艺采用了以超快速冷却技术为核心的新一代TMCP工艺,通过控制合理的终轧温度和冷却路径,在合金减量化的基础上,获得具有较高强度和延展性的船板钢,同时还可以降低轧机负荷、大幅提高生产效率,实现低成本生产。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种高延展性的EH420级别船板钢,所述船板钢化学成分组成及其质量百分含量为:C:0.08~0.13%、Si:0.10~0.25%、Mn:1.0~1.4%、Nb:0.01~0.03%、Ti:0.02~0.04%、Als:0.02~0.04%、P≤0.02%、S≤0.01%,其余为铁和不可避免的杂质。
本发明所述船板钢成品厚度为16~25mm。
本发明所述船板钢组织为软相铁素体和硬相贝氏体,软相铁素体体积分数为70~80%,硬相贝氏体体积分数为20~30%。
本发明所述船板钢屈服强度为462~515MPa,抗拉强度551~623MPa,-40℃冲击功为243~295J,断后伸长率为28.4~31.8%。
本发明还提供了一种高延展性的EH420级别船板钢的生产方法,所述生产方法包括连铸、加热、轧制、冷却工序;所述冷却工序,前段冷却采用超快速冷却工艺,冷却速度为40~60℃/s,冷却至690~720℃;后段为层流冷却,冷却速度为15~20℃/s,返红温度控制在520~550℃,随后空冷至室温。
本发明所述连铸工序,连铸板坯厚度为140~200mm,连铸板坯化学成分组成及其质量百分含量为:C:0.08~0.13%、Si:0.10~0.25%、Mn:1.0~1.4%、Nb:0.01~0.03%、Ti:0.02~0.04%、Als:0.02~0.04%、P≤0.02%、S≤0.01%,其余为铁和不可避免的杂质。
本发明所述加热工序,加热温度1180~1220℃,保温1.5~2.5h。
本发明所述轧制工序,第一阶段为粗轧阶段,开轧温度为1050~1150℃,轧制至45~75mm后待温;第二阶段为精轧阶段,开轧温度为950~970℃,终轧温度为920~930℃。
本发明高延展性的EH420级船板钢产品标准及性能检测方法标准参考中国船级社出版的2018版《材料与焊接规范》。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于:1、本发明EH420级船板钢不含Ni、Cu、V等金属元素,合金含量较低,成本低廉。2、本发明EH420级船板钢的组织为软相铁素体和硬相贝氏体,软相铁素体体积分数为70~80%,硬相贝氏体体积分数为20~30%,具有较高的延展性。3、本发明利用超快速冷却技术,可提高终轧温度、降低轧机负荷、提高轧制效率。4、本发明EH420级船板钢屈服强度为462~515MPa,抗拉强度551~623MPa,-40℃冲击功为243~295J,断后伸长率为28.4~31.8%。
附图说明
图1为实施例1高延展性的EH420级船板钢典型金相组织;
图2为实施例1高延展性的EH420级船板钢距离拉伸断口5mm处的金相组织。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细地说明。
实施例1
本实施例高延展性的EH420级船板钢厚度为16mm,其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例高延展性的EH420级别船板钢的生产方法包括连铸、加热、轧制、冷却工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)连铸工序:连铸板坯厚度为140mm,连铸板坯化学成分组成及其质量百分含量见表1;
(2)加热工序:加热温度1220℃,保温2.0h;
(3)轧制工序:第一阶段为粗轧阶段,开轧温度为1080℃,轧制至45mm后待温;第二阶段为精轧阶段,开轧温度为960℃,终轧温度为920℃;
(4)冷却工序:前段冷却采用超快速冷却工艺,冷却速度为60℃/s,冷却至690℃;后段为层流冷却,冷却速度为20℃/s,返红温度控制在520℃,随后空冷至室温。
本实施例高延展性的EH420级别船板钢组织为软相铁素体和硬相贝氏体,其中软相铁素体体积分数为70%,硬相贝氏体体积分数为30%;力学性能指标见表2。
本实施例高延展性的EH420级别船板钢典型金相组织见图1,高延展性的EH420级船板钢距离拉伸断口5mm处的金相组织见图2。(实施例2-8高延展性的EH420级别船板钢典型金相组织图与图1类似,高延展性的EH420级船板钢距离拉伸断口5mm处的金相组织图与图2类似,故省略)
实施例2
本实施例高延展性的EH420级船板钢厚度为19mm,其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例高延展性的EH420级别船板钢的生产方法包括连铸、加热、轧制、冷却工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)连铸工序:连铸板坯厚度为160mm,连铸板坯化学成分组成及其质量百分含量见表1;
(2)加热工序:加热温度1200℃,保温1.5h;
(3)轧制工序:第一阶段为粗轧阶段,开轧温度为1100℃,轧制至55mm后待温;第二阶段为精轧阶段,开轧温度为950℃,终轧温度为925℃;
(4)冷却工序:前段冷却采用超快速冷却工艺,冷却速度为50℃/s,冷却至695℃;后段为层流冷却,冷却速度为18℃/s,返红温度控制在535℃,随后空冷至室温。
本实施例高延展性的EH420级别船板钢组织为软相铁素体和硬相贝氏体,其中软相铁素体体积分数为73%,硬相贝氏体体积分数为27%;力学性能指标见表2。
实施例3
本实施例高延展性的EH420级船板钢厚度为22mm,其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例高延展性的EH420级别船板钢的生产方法包括连铸、加热、轧制、冷却工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)连铸工序:连铸板坯厚度为180mm,连铸板坯化学成分组成及其质量百分含量见表1;
(2)加热工序:加热温度1180℃,保温2.5h;
(3)轧制工序:第一阶段为粗轧阶段,开轧温度为1120℃,轧制至62mm后待温;第二阶段为精轧阶段,开轧温度为955℃,终轧温度为930℃;
(4)冷却工序:前段冷却采用超快速冷却工艺,冷却速度为40℃/s,冷却至700℃;后段为层流冷却,冷却速度为15℃/s,返红温度控制在540℃,随后空冷至室温。
本实施例高延展性的EH420级别船板钢组织为软相铁素体和硬相贝氏体,其中软相铁素体体积分数为75%,硬相贝氏体体积分数为25%;力学性能指标见表2。
实施例4
本实施例高延展性的EH420级船板钢厚度为25mm,其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例高延展性的EH420级别船板钢的生产方法包括连铸、加热、轧制、冷却工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)连铸工序:连铸板坯厚度为200mm,连铸板坯化学成分组成及其质量百分含量见表1;
(2)加热工序:加热温度1200℃,保温2.0h;
(3)轧制工序:第一阶段为粗轧阶段,开轧温度为1150℃,轧制至75mm后待温;第二阶段为精轧阶段,开轧温度为970℃,终轧温度为930℃;
(4)冷却工序:前段冷却采用超快速冷却工艺,冷却速度为45℃/s,冷却至720℃;后段为层流冷却,冷却速度为15℃/s,返红温度控制在550℃,随后空冷至室温。
本实施例高延展性的EH420级别船板钢组织为软相铁素体和硬相贝氏体,其中软相铁素体体积分数为80%,硬相贝氏体体积分数为20%;力学性能指标见表2。
实施例5
本实施例高延展性的EH420级船板钢厚度为18mm,其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例高延展性的EH420级别船板钢的生产方法包括连铸、加热、轧制、冷却工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)连铸工序:连铸板坯厚度为150mm,连铸板坯化学成分组成及其质量百分含量见表1;
(2)加热工序:加热温度1210℃,保温1.8h;
(3)轧制工序:第一阶段为粗轧阶段,开轧温度为1060℃,轧制至54mm后待温;第二阶段为精轧阶段,开轧温度为965℃,终轧温度为922℃;
(4)冷却工序:前段冷却采用超快速冷却工艺,冷却速度为55℃/s,冷却至700℃;后段为层流冷却,冷却速度为17℃/s,返红温度控制在530℃,随后空冷至室温。
本实施例高延展性的EH420级别船板钢组织为软相铁素体和硬相贝氏体,其中软相铁素体体积分数为77%,硬相贝氏体体积分数为23%;力学性能指标见表2。
实施例6
本实施例高延展性的EH420级船板钢厚度为23mm,其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例高延展性的EH420级别船板钢的生产方法包括连铸、加热、轧制、冷却工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)连铸工序:连铸板坯厚度为190mm,连铸板坯化学成分组成及其质量百分含量见表1;
(2)加热工序:加热温度1190℃,保温2.2h;
(3)轧制工序:第一阶段为粗轧阶段,开轧温度为1130℃,轧制至65mm后待温;第二阶段为精轧阶段,开轧温度为952℃,终轧温度为927℃;
(4)冷却工序:前段冷却采用超快速冷却工艺,冷却速度为42℃/s,冷却至695℃;后段为层流冷却,冷却速度为19℃/s,返红温度控制在525℃,随后空冷至室温。
本实施例高延展性的EH420级别船板钢组织为软相铁素体和硬相贝氏体,其中软相铁素体体积分数为71%,硬相贝氏体体积分数为29%;力学性能指标见表2。
实施例7
本实施例高延展性的EH420级船板钢厚度为20mm,其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例高延展性的EH420级别船板钢的生产方法包括连铸、加热、轧制、冷却工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)连铸工序:连铸板坯厚度为170mm,连铸板坯化学成分组成及其质量百分含量见表1;
(2)加热工序:加热温度1195℃,保温1.6h;
(3)轧制工序:第一阶段为粗轧阶段,开轧温度为1090℃,轧制至60mm后待温;第二阶段为精轧阶段,开轧温度为961℃,终轧温度为924℃;
(4)冷却工序:前段冷却采用超快速冷却工艺,冷却速度为53℃/s,冷却至700℃;后段为层流冷却,冷却速度为16℃/s,返红温度控制在545℃,随后空冷至室温。
本实施例高延展性的EH420级别船板钢组织为软相铁素体和硬相贝氏体,其中软相铁素体体积分数为74%,硬相贝氏体体积分数为26%;力学性能指标见表2。
实施例8
本实施例高延展性的EH420级船板钢厚度为24mm,其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例高延展性的EH420级别船板钢的生产方法包括连铸、加热、轧制、冷却工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)连铸工序:连铸板坯厚度为185mm,连铸板坯化学成分组成及其质量百分含量见表1;
(2)加热工序:加热温度1180℃,保温2.1h;
(3)轧制工序:第一阶段为粗轧阶段,开轧温度为1050℃,轧制至72mm后待温;第二阶段为精轧阶段,开轧温度为968℃,终轧温度为923℃;
(4)冷却工序:前段冷却采用超快速冷却工艺,冷却速度为57℃/s,冷却至690℃;后段为层流冷却,冷却速度为18℃/s,返红温度控制在548℃,随后空冷至室温。
本实施例高延展性的EH420级别船板钢组织为软相铁素体和硬相贝氏体,其中软相铁素体体积分数为72%,硬相贝氏体体积分数为28%;力学性能指标见表2。
表1实施例1-8 EH420级别船板钢的化学成分组成及其质量百分含量(%)
表1中成分余量为铁和不可避免的杂质。
表2实施例1-8 EH420级别船板钢的力学性能指标
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明进行修改或者等同替换,而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种高延展性的EH420级别船板钢,其特征在于,所述船板钢化学成分组成及其质量百分含量为:C:0.09~0.13%、Si:0.10~0.25%、Mn:1.0~1.4%、Nb:0.01~0.026%、Ti:0.022~0.04%、Als:0.02~0.04%、P≤0.02%、S≤0.01%,其余为铁和不可避免的杂质;
所述船板钢由下述方法生产:包括连铸、加热、轧制、冷却工序;所述冷却工序,前段冷却采用超快速冷却工艺,冷却速度为40~60℃/s,冷却至690~720℃;后段为层流冷却,冷却速度为15~20℃/s,返红温度控制在520~550℃,随后空冷至室温。
2.根据权利要求1所述的一种高延展性的EH420级别船板钢,其特征在于,所述船板钢成品厚度为16~25mm。
3.根据权利要求1所述的一种高延展性的EH420级别船板钢,其特征在于,所述船板钢组织为软相铁素体和硬相贝氏体,软相铁素体体积分数为70~80%,硬相贝氏体体积分数为20~30%。
4.根据权利要求1所述的一种高延展性的EH420级别船板钢,其特征在于,所述船板钢屈服强度为462~515MPa,抗拉强度551~623MPa,-40℃冲击功为243~295J,断后伸长率为28.4~31.8%。
5.基于权利要求1-4任意一项所述的一种高延展性的EH420级别船板钢的生产方法,其特征在于,所述生产方法包括连铸、加热、轧制、冷却工序;所述冷却工序,前段冷却采用超快速冷却工艺,冷却速度为40~60℃/s,冷却至690~720℃;后段为层流冷却,冷却速度为15~20℃/s,返红温度控制在520~550℃,随后空冷至室温。
6.根据权利要求5所述的一种高延展性的EH420级别船板钢的生产方法,其特征在于,所述连铸工序,连铸板坯厚度为140~200mm,连铸板坯化学成分组成及其质量百分含量为:C:0.09~0.13%、Si:0.10~0.25%、Mn:1.0~1.4%、Nb:0.01~0.026%、Ti:0.022~0.04%、Als:0.02~0.04%、P≤0.02%、S≤0.01%,其余为铁和不可避免的杂质。
7.根据权利要求5所述的一种高延展性的EH420级别船板钢的生产方法,其特征在于,所述加热工序,加热温度1180~1220℃,保温1.5~2.5h。
8.根据权利要求5-7任意一项所述的一种高延展性的EH420级别船板钢的生产方法,其特征在于,所述轧制工序,第一阶段为粗轧阶段,开轧温度为1050~1150℃,轧制至45~75mm后待温;第二阶段为精轧阶段,开轧温度为950~970℃,终轧温度为920~930℃。
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2019
- 2019-10-13 CN CN201910970390.8A patent/CN110714171B/zh active Active
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