專利名稱：寬厚規(guī)格高強度船板鋼及其生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高強度鋼及其生產(chǎn)工藝，具體的說是寬厚規(guī)格高 強度船板鋼及其生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
船用鋼材的價格在造船生產(chǎn)成本費用中所占的比重約為
15-20%，在船舶原材料供應(yīng)價格中占70%以上。造船行業(yè)需求的鋼材 主要包括板材、型材和管材，其中又以板材為主。隨著造船產(chǎn)量的大 幅增長，以及船舶大型化、輕量化、專業(yè)化以及高技術(shù)含量的要求， 未來造船用鋼的發(fā)展趨勢為低合金高強度鋼的需求量將大幅度增 加；船舶用寬厚板將大型化；規(guī)格及尺寸精度將更高；質(zhì)量將進一步 提高，品種將增多。
現(xiàn)在，對于寬厚規(guī)格高強度船板鋼的生產(chǎn)可以采用幾種不同的方 法。但大多數(shù)鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)采用微合金化配合控軋控冷的生產(chǎn)工藝來 進行船板鋼的生產(chǎn)，以滿足造船工業(yè)的要求。由于寬厚規(guī)格高強度船 板鋼的各種性能要求苛刻，對其化學成分的設(shè)計將會帶來許多困難， 需要進行多次的試驗才能確定，極大地制約了船板生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品升級 的步伐。寬厚規(guī)格高強度船板鋼的生產(chǎn)因其尺寸厚，規(guī)格大，所以易 產(chǎn)生組織不均勻，尤其是厚度方向上的組織難以控制，造成鋼板表面 與心部性能不一、鋼板低溫韌性值不佳；且易產(chǎn)生變形，尤其是寬度 方向上板型控制困難，所以會造成鋼板尺寸偏差較大。又因為控軋控 冷生產(chǎn)流程繁多，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，對鋼板的控制要求嚴格，尤其是軋 制變形以及噴水冷卻過程中需要進行精確的控制，所以會造成產(chǎn)品合格品率低，產(chǎn)品質(zhì)量波動大，生產(chǎn)效率不高等問題。目前，對于船板 鋼的化學成分進行優(yōu)化設(shè)計以及開發(fā)出一種工藝簡單、易于控制的控 軋控冷生產(chǎn)工藝是解決寬厚規(guī)格高強度船板鋼生產(chǎn)難題的方法之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點， 提出一種工藝簡單，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，質(zhì)量波動小的寬厚 規(guī)格高強度船板鋼及其生產(chǎn)工藝。
本發(fā)有解決以上技術(shù)問題的技術(shù)方案是
寬厚規(guī)格高強度船板鋼，按重量百分比包括以下組成成分C 0. 04% 0. 16%， Mn 1. 20% 1. 60%, P《0. 025%， S《0. 025%, Si 0. 10 0. 300/o， Ni《0. 40%， Alt 0. 020 0. 060%， Nb 0. 02% 0. 05%, Ti《0. 02%, N《0. 012%,其量為Fe。
寬厚規(guī)格高強度船板鋼的生產(chǎn)工藝，包括冶煉、粗軋、精軋和控 制冷卻工序，
冶煉工序中，加熱爐內(nèi)加熱溫度為118(TC 1220。C，加熱時間 為3. 0 4. Oh;
粗軋工序中，開軋溫度為1080°C 1120°C，進行4 6道次軋制， 總壓下量為50% 60%;
精軋工序中，開軋溫度為80(TC 90(TC，進行4 9道次軋制， 總壓下量為40% 60%，終軋溫度為800 83(TC;
控制冷卻工序中，開始噴水冷卻溫度為780°C 820°C，終止噴 水冷卻溫度為600。C 720。C。
在同等級別的寬厚規(guī)格高強度船板鋼中降低碳含量，最大限度提 高Mn， Ni含量、添加Nb、 Ti微合金元素以及C，N與合理控制微合金
元素的比率。降低碳含量是為了提高船板鋼的焊接性能。最大限度提高Mn， Ni含量既保證足夠的強硬度，同時又能降低材料的韌脆溫度。 添加Nb、 Ti微合金元素以及C，N與合理控制微合金元素的比率是為 了彌散析出高溫Ti (C， N)等細小碳化物，從而控制板坯加熱與保溫過 程中原始奧氏體晶粒尺寸以及改善產(chǎn)品的焊接性能；而添加Nb元素 是為了提高奧氏體再結(jié)晶溫度，配合船板鋼的軋制生產(chǎn)過程，使精軋 最后軋制過程在奧氏體非再結(jié)晶區(qū)進行，從而產(chǎn)生加工硬化作用，從 而細化基體組織，并彌散分布納米尺寸的碳氮化物強化相。
本發(fā)明的高強度船板鋼組織為鐵素體+珠光體，表面組織為針狀 鐵素體，而心部為多變形狀鐵素體。在生產(chǎn)此種高強度鋼板時，加熱 爐內(nèi)加熱溫度要保持在1180。C 122(TC，加熱時間3 4h，是為了防 止奧氏體異常長大。在粗軋階段進行4 6道次軋制以及精軋階段的是 4 9道次軋制為了產(chǎn)生尺寸均勻，具有加工硬化的組織，以及析出 (Ti， Nb) (C，N)等細小碳化物。而在控冷階段噴水溫度的控制是為 了加速奧氏體向鐵素體的轉(zhuǎn)變，從而產(chǎn)生細小的鐵素體晶粒。
本發(fā)明的優(yōu)點在于解決了寬厚規(guī)格高強度船板鋼組織，尤其是厚 度方向上組織的不均勻，難以控制的難點，并得到基體組織均勻細小 (9 10級)以及彌散分布納米級析出強化相，產(chǎn)品強度高 (Re鵬90MPa， Rn^510MPa， A》20%)， -60。C低溫沖擊韌性值(縱向 Akv^41J;橫向Akv227J)，且板材厚度方向性能穩(wěn)定，超過船級社認 證標準。該鋼生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，質(zhì)量波動


圖1是實施例一的寬厚規(guī)格高強度船板鋼的表面金相組織圖。 圖2是實施例一的寬厚規(guī)格高強度船板鋼的心部金相組織圖。 圖3是實施例一的寬厚規(guī)格高強度船板鋼的碳化物形貌圖。圖4是實施例一的寬厚規(guī)格高強度船板鋼的碳化物TEM衍射斑點圖。.
具體實施例方式
實施例一
本實施例的寬厚規(guī)格高強度船板鋼的組成成分為(重量百分比):
C 0.06%, Mn 1.53%， P 0.009%， S 0.002%, Si 0.20%, N 0.0060%, Ni 0. 25%， Alt 0. 036%， Nb 0. 040%, Ti 0. 013%,其余為Fe含量。
本實施例的寬厚規(guī)格高強度船板鋼的生產(chǎn)工藝是將板坯放入加
熱爐內(nèi)進行加熱，加熱溫度為1200°C，加熱時間為3.5h。然后出爐， 進入粗軋階段，開軋溫度為110(TC，進行了6道次軋制，6道次軋制 時，每道次的壓下量分別為12.5%、 13%、 15%、亂亂12%,總 壓下量為60%。緊接著進入精軋階段，開軋溫度為84(TC，共進行了 4道次軋制，每道次的壓下量分別為16%、 14%、 12%、 9%，總壓下量 為42%?？乩潆A段中，開始噴水冷卻溫度為8KTC，終止噴水冷卻溫 度為625°C。得到寬厚規(guī)格高強度船板鋼的組織為鐵素體+珠光體。
圖1是本實施例的寬厚規(guī)格高強度船板鋼的表面金相組織圖，由 圖可知鋼板表面金相組織為鐵素體與貝氏體所組成的混合組織。
圖2是本實施例的寬厚規(guī)格高強度船板鋼的心部金相組織圖，由 圖可知鋼板心部的金相組織為條狀的混合鐵素體與珠光體。
圖3是本實施例的寬厚規(guī)格高強度船板鋼的碳化物形貌圖，由圖 可知在晶粒內(nèi)有大量位錯相互纏結(jié)在一起，且在位錯處有碳化物析 出，碳化物釘扎于位錯處。
圖4是本實施例的寬厚規(guī)格高強度船板鋼的碳化物TEM衍射斑點 圖，由圖可知在此鋼中碳化物主要為細小的Ti (C、 N)等。 實施例二本實施例的寬厚規(guī)格高強度船板鋼的組成成分為(重量百分比):
C 0. 04%， Mn 1. 20%， P 0. 010%， S 0. 009%， Si 0. 10%， N 0. 0090%， Ni 0.20%， Alt 0.030%， Nb 0.002%， Ti 0.010%，其余為Fe含量。
本實施例的寬厚規(guī)格高強度船板鋼的生產(chǎn)工藝是將板坯放入加
熱爐內(nèi)進行加熱，加熱溫度為118(TC，加熱時間為3.0h。然后出爐， 進入粗軋階段，開軋溫度為108(TC，進行了4道次軋制，4道次軋制 時，每道次的壓下量分別為12%、 13%、 14%、 11%,總壓下量為50%。 緊接著進入精軋階段，開軋溫度為80(TC，共進行了4道次軋制，每 道次的壓下量分別為16%、 14%、 12%、 9%，總壓下量為40%。控冷階 段中，開始噴水冷卻溫度為780°C，終止噴水冷卻溫度為600°C。得 到寬厚規(guī)格高強度船板鋼的組織為鐵素體+珠光體。
本實施例的寬厚規(guī)格高強度船板鋼的組成成分為(重量百分比) C 0.16%， Mn 1.60%， P 0.025%， S 0.025%， Si 0.30%, N 0.012%， Ni 0.40%， Alt 0.060%, Nb 0.050%， Ti 0.02%，其余為Fe含量。
本實施例的寬厚規(guī)格高強度船板鋼的生產(chǎn)工藝是將板坯放入加
熱爐內(nèi)進行加熱，加熱溫度為1220°C，加熱時間為4h。然后出爐， 進入粗軋階段，開軋溫度為1120'C，進行了6道次軋制，6道次軋制 時，每道次的壓下量分別為12.5%、 13%、 15%、 16%、 16%、 12%,總 壓下量為60%。緊接著進入精軋階段，開軋溫度為90(TC，共進行了 9道次軋制，每道次的壓下量分別為16%、 14%、 12%、 9%、 16%、 14%、 12%、 9%、 12%，總壓下量為60%?？乩潆A段中，開始噴水冷卻溫度為 820°C，終止噴水冷卻溫度為720°C。得到寬厚規(guī)格高強度船板鋼的 組織為鐵素體+珠光體。
本發(fā)明還可以有其它實施方式，凡采用同等替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求保護的范圍之內(nèi)
權(quán)利要求
1. 寬厚規(guī)格高強度船板鋼，其特征在于按重量百分比包括以下組成成分C 0.04％～0.16％，Mn 1.20％～1.60％，P≤0.025％，S≤0.025％，Si 0.10～0.30％，Ni≤0.40％，Alt 0.020～0.060％，Nb0.02％～0.05％，Ti≤0.02％，N≤0.012％，其量為Fe。
2. 如權(quán)利要求1所述的寬厚規(guī)格高強度船板鋼的生產(chǎn)工藝，包 括冶煉、粗軋、精軋和控制冷卻工序，其特征在于所述冶煉工序中，加熱爐內(nèi)加熱溫度為1180°C 1220°C，加熱 時間為3. 0 4. Oh;所述粗軋工序中，開軋溫度為1080。C 112(TC，進行4 6道次 軋制，總壓下量為50% 60%;所述精軋工序中，開軋溫度為800。C 90(rC，進行4 9道次軋 制，總壓下量為40% 60%，終軋溫度為800 83(TC;所述控制冷卻工序中，開始噴水冷卻溫度為780°C 820°C，終 止噴水冷卻溫度為600°C 720°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高強度鋼及其生產(chǎn)工藝，寬厚規(guī)格高強度船板鋼組成成分C 0.04％～0.16％，Mn 1.20％～1.60％，P≤0.025％，S≤0.025％，Si 0.10～0.30％，Ni≤0.40％，Alt 0.020～0.060％，Nb 0.02％～0.05％，Ti≤0.02％，N≤0.012％，其量為Fe。冶煉加熱爐內(nèi)加熱溫度為1180℃～1220℃，加熱時間為3.0～4.0h；粗軋開軋溫度1080℃～1120℃，進行4～6道次軋制；精軋開軋溫度800℃～900℃，進行4～9道次軋制，終軋溫度800～830℃；控冷開始噴水冷卻溫度780℃～820℃，終止噴水冷卻溫度為600℃～720℃。本發(fā)明工藝簡單，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，質(zhì)量波動小。
文檔編號C21D8/00GK101418417SQ200810235729
公開日2009年4月29日 申請日期2008年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月4日
發(fā)明者尹雨群, 張恒華, 晟 彭, 朱愛玲 申請人:南京鋼鐵股份有限公司