一种TMCP态EH830超高强海工钢板及其制造方法与流程

一种tmcp态eh830超高强海工钢板及其制造方法
技术领域
1.本发明涉及一种船舶及海洋工程用钢及其制造方法，尤其涉及一种tmcp态eh830超高强海工钢板及其制造方法。


背景技术：

2.船舶及海洋工程装备关键部位用≥500mpa级超高强、易焊接、超低温、耐海水腐蚀的平台用钢还严重依赖进口，需要进行广泛的研究和协作以解决这个问题。海洋平台服役时间比船舶长50％，使用的钢板必须具有高强度、高韧性、低屈强比、抗层状撕裂、良好的焊接性能等。研制该产品需要解决的关键技术问题是：大厚度与超高强度、高韧性、高塑性之间，超高强度与易焊接性之间，超高强度与低屈强比之间的性能匹配，必须对化学成分、轧制工艺(或热处理工艺)进行精心设计和调控，以形成均匀的调质组织，确保产品满足各项性能要求。专利cn102851611a耐深水压力壳体用超高强韧性钢板虽然公开了一种≥830mpa级海工钢及其生产方案，该专利采用控轧控冷 离线淬火 回火来生产，这不仅制造工序多、制造周期长、制造成本高，而且制造能耗大，不利于节能环保；其次该专利贵重元素ni含量最高达到5.5％，合金成本太高，不具备实用价值；再次，该专利采用低温淬火(淬火温度800℃)，其工艺重现性及焊接接头冲击性能都很难保证。


技术实现要素：

3.发明目的：本发明旨在提供一种质量优良且性能优异的tmcp态eh830超高强海工钢板及其制备方法。
4.技术方案：本发明所述的一种tmcp态eh830超高强海工钢板，该钢板的化学成分及重量百分比为：c：0.04％～0.10％，si：0.15％～0.40％，mn：1.20％～1.50％，p≤0.013％，s≤0.003％，nb：0.020％～0.060％，ti：0.005％～0.020％，ni：1.5％～2.5％，cu：0.90％～1.50％，mo：0.40％～0.50％，al：0.40％～0.45％，o≤12ppm，n≤40ppm，h≤1.5ppm，余量为fe及不可避免的杂质。
5.优选地，钢板的厚度≤60mm。
6.本发明所述的一种tmcp态eh830超高强海工钢板的制造方法，包括如下具体步骤：
7.炼钢及连铸工艺：先进行铁水预处理脱硫；然后进行转炉冶炼，采用高吹低拉法脱磷，下水口干净无缺损，转炉出钢下渣；lf精炼采用白渣操作，白渣保持时间≥20分钟，控制目标碱度；rh真空处理保持时间≥20分钟，真空处理后喂入无缝钙线110～130米；连铸使用五孔水口，中包目标温度高于液相线温度15～25℃，拉速稳定，采用无碳覆盖剂，采用高铝钢保护渣。
8.轧制工艺：采用控轧控冷工艺，为两阶段轧制；采用控轧控冷工艺，轧前加热温度1180℃～1240℃，保证合金元素充分固溶；粗轧开轧温度1050～1150℃，采用高温低速大压下来破碎柱状晶、焊合坯料内部缺陷、细化奥氏体晶粒；精轧终轧温度820～880℃；轧后层流冷却，随后空冷。
9.优选地，所述铁水预处理主要进行硫含量控制，脱硫后使硫含量≤0.002％；转炉主要进行磷含量控制；保证白渣精炼时间和碱度，所述目标碱度为5～7，尽可能吸附夹杂物和减少钢中的s、o等元素含量；使用无缝钙线处理，改善夹杂物形态；长时间高真空度真空处理，使n≤40ppm，h≤1.5ppm；连铸对过热度控制在一个合适的范围以及采用高铝钢保护渣，防止铝含量较高对连铸产生不利影响，最终得到内部质量较优良的连铸坯。
10.优选地，所述精轧后三道累计压下率大于30％，通过未在结晶区的低温大变形以及高过冷度的情况下快速冷却，终冷温度550～650℃，冷却速率7～10℃/s，达到控制组织形态及晶粒大小的目的。
11.有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：钢板性能优异且质量优良，屈服强度≥844mpa，抗拉强度≥976mpa，延伸率≥14％，-40℃横向冲击≥106j，z向截面收缩率≥61％；采用低碳设计，保证低裂纹敏感性指数(pcm)，降低焊接热影响区的淬硬倾向和冷裂纹敏感性倾向，使产品在较低预热温度下，即可避免焊接冷裂纹的产生；根据c、si、ni、al、mo、cu、nb、mn、ti等合金元素对钢的强度、韧性、屈强比的影响规律，设计合理的化学成分，为产品获得超高强度、高韧性、高塑性、低屈强比、易焊接、低裂纹敏感性等各项性能奠定成分基础；工艺中连铸对过热度控制在一个合适的范围以及采用高铝钢保护渣，防止铝含量较高对连铸产生不利影响，最终得到内部质量较优良的连铸坯。
附图说明
12.图1是实施例1(20mm厚)tmcp态eh830超高强海工钢板的金相组织结构图；
13.图2是实施例2(60mm厚)tmcp态eh830超高强海工钢板的金相组织结构图；
14.图3是实施例3(40mm厚)tmcp态eh830超高强海工钢板的金相组织结构图。
具体实施方式
15.下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
16.实施例1～3的eh830超高强海工钢板化学成分如表1所示。
17.表1(wt，％)
[0018][0019]
实施例1
[0020]
20mm厚eh830超高强海工钢板实施例的生产方法，具体步骤如下：
[0021]
炼钢及连铸工艺：铁水脱硫后目标硫0.002％；转炉冶炼采用高吹低拉法脱磷，下
水口干净无缺损，转炉出钢当渣；精炼采用白渣操作，白渣保持时间20分钟，目标碱度5；真空处理保持时间20分钟；真空处理后进行无缝钙线处理，喂线110米；连铸使用五孔水口，连铸中包目标温度比液相线温度高25℃，拉速稳定，采用无碳覆盖剂，采用高铝钢保护渣。
[0022]
轧制工艺：采用控轧控冷工艺，为两阶段轧制；轧前连铸坯加热温度1240℃；粗轧温度1150℃，高温低速大压下轧制，第一道道次压下量38mm；精轧终轧温度880℃，后三道累积压下率32％；轧后层流冷却，终冷温度550℃，冷却速率10℃/s；随后空冷。得到20mm厚eh830超高强海工钢板。
[0023]
实施例2
[0024]
60mm厚eh830超高强海工钢板实施例的生产方法，具体步骤如下：
[0025]
炼钢及连铸工艺：铁水脱硫后目标硫0.002％；转炉冶炼采用高吹低拉法脱磷，下水口干净无缺损，转炉出钢当渣；精炼采用白渣操作，白渣保持时间25分钟，目标碱度7；真空处理保持时间25分钟；真空处理后进行无缝钙线处理，喂线130米；连铸使用五孔水口，连铸中包目标温度比液相线温度高15℃，拉速稳定，采用无碳覆盖剂，采用高铝钢保护渣。
[0026]
轧制工艺：采用控轧控冷工艺，为两阶段轧制；轧前连铸坯加热温度1180℃；粗轧温度1050℃，高温低速大压下轧制，第一道道次压下量40mm；精轧终轧温度820℃，后三道累积压下率30％；轧后层流冷却，终冷温度650℃，冷却速率7℃/s；随后空冷。得到60mm厚eh830超高强海工钢板。
[0027]
实施例3
[0028]
40mm厚eh830超高强海工钢板实施例的生产方法，具体步骤如下：
[0029]
炼钢及连铸工艺：铁水脱硫后目标硫0.002％；转炉冶炼采用高吹低拉法脱磷，下水口干净无缺损，转炉出钢当渣；精炼采用白渣操作，白渣保持时间23分钟，目标碱度6；真空处理保持时间21分钟；真空处理后进行无缝钙线处理，喂线120米；连铸使用五孔水口，连铸中包目标温度比液相线温度高20℃，拉速稳定，采用无碳覆盖剂，采用高铝钢保护渣。
[0030]
轧制工艺：采用控轧控冷工艺，为两阶段轧制；轧前连铸坯加热温度1200℃；粗轧温度1100℃，高温低速大压下轧制，第一道道次压下量35mm；精轧终轧温度850℃，后三道累积压下率31％；轧后层流冷却，终冷温度600℃，冷却速率8℃/s；随后空冷。得到40mm厚eh830超高强海工钢板。
[0031]
图1是实施例1冶炼 轧制处理后得到20mm厚eh830超高强海工钢板的金相组织结构图；图2是实施例2冶炼 轧制处理后得到60mm厚eh830超高强海工钢板的金相组织结构图；图3是实施例3冶炼 轧制处理后得到40mm厚eh830超高强海工钢板的金相组织结构图。
[0032]
冶炼 轧制处理后，实施例1～3的横向拉伸性能和横向冷弯性能如表2；横向冲击性能和z向性能如表3。
[0033]
表2
[0034][0035]
表3
[0036][0037][0038]
由表2和表3可以看出，实施例1～3的eh830超高强海工钢力学性能中屈服强度≥844mpa，抗拉强度≥976mpa，延伸率≥14％，-40℃横向冲击≥106j，z向截面收缩率≥61％，满足eh830超高强海工钢板的要求。具有生产工艺稳定，机械性能优良特点。