CN111850414A - 一种s460ml特厚钢板及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种S460ML特厚钢板,采用低碳成分设计,加入较低的Nb微合金化,适量Cr元素提高钢的强度,适量Ni元素提高低温冲击韧性,采用连铸坯低压缩比的TMCP轧制工艺,利用宽厚板轧机的粗轧大压下、二阶段超低温控轧、轧后超快冷等技术,开发出一种120mm S460ML特厚钢板,钢板最大厚度120mm,性能达到EN10025‑4标准要求,钢板低温冲击性能优异、特别是‑50℃低温冲击功≥100J,由于钢板CEV≤0.39%,Pcm≤0.18%,焊接性能更加优异,可实现钢板的经济、批量生产,满足海洋工程等复杂工况条件和环境下使用要求,综合力学性能指标达到国外同类水平。
Description
技术领域
本发明涉及冶金技术领域,具体涉及一种特厚钢板及其生产工艺。
背景技术
海洋结构需经受海面台风、严寒冰冻、高盐雾等恶劣环境的考验,因此要求海洋结构用钢板不但具有高强度和高塑性,还应具备优异的低温韧性、良好的焊接性能等,特别是服役于水下的结构件如过渡段等需要满足-50℃更低温冲击,以保证钢材和设备能适应各种载荷和低温环境,满足海上各种复杂工况条件和恶劣自然环境下的使用要求。
S460ML是EN10025-4:2004标准《热机械轧制焊接细晶粒钢》中规定的强度级别最高、冲击要求最苛刻的钢种,且120mm是标准中的最大厚度,该标准要求热机械轧制状态交货,规定了热机械轧制焊接细晶粒钢的化学成分、力学性能等。与国标同级别Q460E(- 40℃冲击)钢板相比,S460ML钢种化学成分如C、Mn及Nb等合金元素添加要求更苛刻,要求满足-50℃低温冲击性能。
申请号201710482286.5的专利申请公开了一种“热机械轧制型特厚易焊接S460M结构钢板及生产方法”,钢板最大生产厚度仅为110mm;成分设计C:0.06-0.08%,Si:0.25-0.50%,Ni:0.15-0.25%,Nb:0.060-0.070%,V:0.040-0.050%,该成分设计中含有V元素,Nb含量过高(超标准,EN10025标准要求Nb≤0.05%),实施例中Nb+V含量0.10-0.12%,合金成本高;另外Si含量较高,对钢板表面质量不利,特别是后续有涂层、防腐要求则有一定的影响。
申请号201810819142.9的专利申请公开了“一种S460ML厚板及其制备方法”,钢板最大生产厚度仅为100mm;成分设计C:0.04-0.06%,Nb:0.020-0.035%,V:0.030-0.045%,Ni:0.10-0.20%,V元素容易导致聚集的碳化物在晶内析出,降低钢的韧性。
现有的低温冲击国标Q460E或欧标S460ML级别钢板,正常成分设计采用包晶钢或相对低碳设计,较高的Nb+V等复合添加,合金成本相对较高;连铸坯的TMCP工艺一般生产厚度不超过110mm,不能满足海洋工程用大厚度钢板需求;更厚钢板采用正火热处理或调质热处理工艺生产,钢种设计成本高、生产供货周期长。
发明内容
为了克服现有技术缺陷,本发明采用低碳(≤0.08%)成分设计,加入较低的Nb微合金化、适量Cr元素提高钢的强度,适量Ni元素提高低温冲击韧性,采用连铸坯低压缩比的TMCP轧制工艺,利用宽厚板轧机的粗轧大压下、二阶段超低温控轧轧后超快冷等技术,开发出一种120mm S460ML特厚钢板,钢板厚度120mm,性能达到EN10025-4标准要求,钢板低温冲击性能优异、特别是-50℃低温冲击功≥100J。由于钢板CEV≤0.39%,Pcm ≤0.18%,焊接性能更加优异,可实现钢板的经济、批量生产,满足海洋工程等复杂工况条件和环境下使用要求,综合力学性能指标达到国外同类水平。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
一种S460ML特厚钢板,其特征在于钢板厚度为120mm,钢板的化学成分按重量百分比计为:C 0.04-0.08%,Mn 1.45-1.65%,Si 0.15-0.25%,P≤0.013%,S≤0.003%,Nb0.020- 0.035%,Cr 0.10-0.30%,Ti 0.01-0.02%,Ni 0.10-0.30%,Alt 0.020-0.050%,CEV≤0.39%, Pcm≤0.18%,其余部分为Fe和杂质。
所述S460ML特厚钢板的生产方法,其特征在于包括如下步骤:
步骤(1)、炼钢工序:采用转炉深脱P、钢水P≤0.013%,LF深脱S、钢水S≤0.003%;采用动态轻压下、电磁搅拌,连铸坯中心偏析不超过C1.0级;
步骤(2)、加热工序:铸坯入加热炉加热,低温加热防止晶粒粗大,加热温度1120-1160℃,加热系数10.0-14.0min/cm;
步骤(3)、轧制工序:采用连铸坯低压缩比2阶段控轧,第一阶段粗轧轧制终了温度≥980 ℃,最后2道次压下率≥18%;第二阶精轧段超低温轧制,开轧温度≤750℃,终轧温度700-730℃;
步骤(4)、冷却工序:轧制后的钢板入超快冷***进行快速冷却,120mm厚板返红温度400 ℃~480℃;然后进行堆垛缓冷,堆垛时间72小时及以上。
优选地,超快冷冷速为5~10℃/s。
优选地,连铸坯压缩比为2.67-3。
本发明生产钢板最大厚度为120mm,钢板牌号S460ML,质量同时满足欧标 S420ML,国标Q460E、Q420E、Q390E等牌号,有借鉴作用。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于:
1、连铸坯低压缩比的TMCP轧制工艺,在轧制压缩比低于2.7倍的情况下,利用宽厚板轧机的粗轧大压下、二阶段超低温控轧、轧后超快冷等技术,开发出一种钢板最大厚度 120mmS460ML特厚钢板,钢板低温冲击性能优异、特别是-50℃低温冲击功≥100J,性能达到EN10025-4标准要求。
2、采用低碳(≤0.08%)、成分设计,加入较低的Nb微合金化,适量Cr元素提高钢的强度,适量Ni元素提高低温冲击韧性,由于钢板CEV≤0.39%,Pcm≤0.18%,较正火热处理、调质热处理工艺生产的厚板,焊接性能更加优异。
3、一般100mm以厚板均需要热处理,本发明采用低碳、Nb+Cr、不加V的组分设计,采用二阶段超低温控扎,轧制即得到合格钢板,不需要再经过热处理工序,提高了生产效率。
随着对海洋资源的开发不断向深海迈进,海上风电、海上平台、海洋工程等用钢的需求量不断扩大,而EN10025标准为热机械轧制焊接细晶粒钢,-20℃至-50℃系列低温冲击韧性、焊接性能等较好,市场需求量很大,经济效益好,预计吨钢毛利1000元/吨以上。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明方法进一步详细描述。
实施例1
S460ML钢板厚度为120mm,采用下述成分配比,成分含量(wt)为:C 0.05%、Si 0.23%、Mn 1.62%、P 0.010%、S 0.002%、Alt 0.031%、Nb 0.029%、Cr 0.26%,Ti 0.013%,Ni0.19%、 CEV 0.39%、Pcm 0.16%,其余为Fe和杂质。
本钢板的生产方法如下:
(1)、炼钢工序:转炉冶炼、钢水P 0.010%,LF+RH精炼、钢水S 0.002%;连铸动态轻压下、电磁搅拌技术,320mm连铸坯中心偏析C1.0级。
(2)、加热工序:钢坯的加热温度1139℃,加热系数10.9min/cm。
(3)、轧制工序:采用2阶段控轧工艺,第一阶段粗轧轧制终了温度984℃,最后2道次压下率20.5%、18.7%;第二阶段精轧开轧温度为737℃,终轧温度为725℃。
(4)、冷却工艺:经轧制后的钢板在超快速冷却装置进行在线冷却,冷速为5~10℃/s,返红温度为436℃;轧后及时堆垛缓冷,堆垛时间81小时。
本120mm规格S460ML钢板轧制压缩比仅为2.67倍,力学性能为:屈服强度 420MPa,抗拉强度539MPa,断后伸长率28%,-50℃冲击功Akv:296、285、300J。
实施例2:
S460ML钢板厚度为120mm,采用下述成分配比以及生产方法。成分含量为(wt):C0.07%、 Si 0.19%、Mn 1.49%、P 0.008%、S 0.001%、Alt 0.034%、Nb 0.033%、Cr0.21%,Ti 0.015%, Ni 0.25%、CEV 0.38%、Pcm 0.17%,其余为Fe和杂质。
本钢板的生产方法如下:
(1)、炼钢工序:转炉冶炼、钢水P 0.008%,LF+RH精炼、钢水S 0.001%;连铸动态轻压下、电磁搅拌技术,320mm连铸坯中心偏析C 0.5级。
(2)、加热工序:钢坯的加热温度1151℃,加热系数11.2min/cm。
(3)、轧制工序:采用2阶段控轧工艺,第一阶段粗轧轧制终了温度993℃,最后2道次压下率20.2%、18.3%;第二阶段开轧温度为746℃,终轧温度为728℃。
(4)、冷却工序:经轧制后的钢板在超快速冷却装置进行在线冷却,冷速为5~10℃/s,返红温度为469℃;轧后及时堆垛缓冷,堆垛时间78小时。
本120mm规格S460ML钢板轧制压缩比仅为2.67倍,力学性能为:屈服强度 428MPa,抗拉强度542MPa,断后伸长率26.5%,-50℃冲击功Akv:226、155、187J。
Claims (5)
1.一种S460ML特厚钢板,其特征在于钢板厚度为120mm,钢板的化学成分按重量百分比计为:C 0.04-0.08%,Mn 1.45-1.65%,Si 0.15-0.25%,P≤0.013%,S≤0.003%,Nb0.020-0.035%,Cr 0.10-0.30%,Ti 0.01-0.02%,Ni 0.10-0.30%,Alt 0.020-0.050%,CEV≤0.39%,Pcm≤0.18%,其余部分为Fe和杂质。
2.如权利要求所述的S460ML特厚钢板,其特征在于钢板-50℃低温冲击功≥100J。
3.如权利要求1所述的S460ML特厚钢板的生产方法,其特征在于包括如下步骤:
步骤(1)、炼钢工序:采用转炉深脱P、钢水P≤0.013%,LF深脱S、钢水S≤0.003%;采用动态轻压下、电磁搅拌,连铸坯中心偏析不超过C1.0级;
步骤(2)、加热工序:铸坯入加热炉加热,低温加热防止晶粒粗大,加热温度1120-1160℃,加热系数10.0-14.0min/cm;
步骤(3)、轧制工序:采用连铸坯低压缩比2阶段控轧,第一阶段粗轧轧制终了温度≥980℃,最后2道次压下率≥18%;第二阶精轧段超低温轧制,开轧温度≤750℃,终轧温度700-730℃;
步骤(4)、冷却工序:轧制后的钢板入超快冷***进行快速冷却,120mm厚板返红温度400℃~480℃;然后进行堆垛缓冷,堆垛时间72小时及以上。
4.如权利要求3所述的生产方法,其特征在于超快冷冷速为5~10℃/s。
5.如权利要求3所述的生产方法,其特征在于连铸坯压缩比为2.67-3。
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201030 |
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