[发明专利]一种-80℃冲击吸收功≥100J的海洋工程用钢及生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及低碳低合金高强度工程用钢及其生产方法，具体属于一种-80℃冲击吸收功≥100J的海洋工程用钢及其生产方法。

背景技术

地球南极、北极及其附近海域，常年环境恶劣，气温在-30℃～-60℃范围，在该地区建造钢结构工程，难度较大，对钢材性能要求较高，尤其要求钢板具有优良的低温冲击韧性，冷脆转变温度应低于-60℃，才能保证钢结构工程安全。在实际钢结构工程设计中，如果环境温度为-60℃，则要求钢板-80℃冲击韧性应达到一定水平，以提高钢结构安全系数。目前通用的海洋工程结构用钢冲击韧性质量等级仅要求-60℃，还没有-80℃温度下冲击韧性质量要求。

在本申请以前，中国专利申请号为201110359475.6的专利文献，公开了 “一种超高强度海洋工程结构用钢板及其生产方法”，其化学元素组成包括C0.05-0.13％，Si0.1-0.4％，Mn0.7-1.7％，Alt0.01-0.04％，Nb0.02-0.05％，V0-0.05％，Ti0.008-0.02％，Cr0-0.6％，Mo0.2-0.4％，Ni0.15-0.8％，Cu0-0.5％，B0-0.0011％，P＜0.01％，S＜0.005％，O＜0.0010％，N＜0.005％，H＜0.00015％，Nb+V+Ti≤0.12％，其余为Fe和不可避免杂质。针对不同厚度规格采用不同的化学成分、轧制及热处理工艺参数。生产工艺包括铁水脱硫、转炉顶底复吹、真空处理、连铸、控轧控冷、淬火、回火。其存在的不足，合金元素种类太多，使生产过程难于控制，且含昂贵合金元素Mo,钢板需经过淬火、回火热处理，导致工艺流程长，能耗较高。

中国专利申请号为201110355557.3的专利文献，公开了“一种大厚度海洋工程用钢板及其生产方法”，其化学成分及含量是：C：0.07％～0.09％，Si：0.15％～0.40％，Mn：1.40％～1.50％，P≤0.012％，S≤0.005％，Ni：0.60％～0.70％，Nb：0.030％～0.040％，Al：0.020％～0.045％，Mo：0.13％～0.17％，V：0.04％～0.05％，Ti：0.012％～0.020％，余量为Fe和不可避免的杂质。不足之处在于钢种合金元素种类复杂，增加生产难度。

中国专利申请号为201110341100.7的专利文献，公开了 “一种80mm厚低压缩比海洋工程用钢板及其制造方法”， 其化学成分按重量百分比计为：C0.12～0.16%，Si0.20～0.40%，Mn1.20～1.60%，P≤0.010%，S≤0.003%，Nb0.025～0.050%，V0.030～0.050%，Ti0.010～0.020%，Cr≤0.20%，Ni0.10～0.40%，Cu≤0.20%，Mo≤0.08%，Al0.0250～0.050%，O≤20ppm，N≤40ppm，H≤3ppm，余量为Fe及不可避免的杂质；采用控轧控冷工艺，轧前加热温度1180℃～1250℃，粗轧温度1000～1100℃，精轧开轧温度850～880℃；轧后层流冷却，终冷温度640～680℃，冷却速率5～15℃/s；进行正火处理，正火温度为890～910℃，升温速率为1.4min/mm，保温时间为50～90min。其不足在于钢中元素多，加大了生产难度，且钢板需正火热处理，降低了生产效率。

中国专利申请号为201110056854.8的专利文献，公开了“屈服强度500MPa级海洋平台结构用厚钢板及制造方法”， 该钢板的化学成分按质量百分比为：C：0.05～0.09%，Si：0.25～0.38%，Mn：1.3～1.8%，P：≤0.006%，S：≤0.002%，Al：0.02～0.04%，Cr：0.15～0.25%，Ni：0.2～1.0%，Cu：0.18～0.25%，Mo：0.15～0.20%，V：0.025～0.040%，Ti：0.01～0.02%，Nb：0.06～0.08%，余量为Fe；生产工艺为：原料经过冶炼，连铸成坯料，将坯料加热，在奥氏体再结晶区和未再结晶区进行两阶段控制轧制；轧后进行两相区淬火和高温回火热处理。其不足之处在于钢中元素同前述的一样较多，且生产过程要求在两相区淬火和高温回火热处理，增加了生产难度。

上述的现有专利文献，其共同的不足在于钢中元素较多，且Mn含量高于1.0%，因Mn在结构钢中易与S形成MnS夹杂，降低钢的力学性能，尤其恶化钢的低温冲击韧性，故对于要求-80℃低温冲击韧性的钢来讲，MnS的存在是很不利的。

发明内容