[发明专利]一种极低温环境使用的钢板的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种极低温环境使用的钢板的制备方法。

背景技术

目前国内低温环境使用的高强度钢板种类较少，多数局限于低温容器类。在其它低温环境下，亦需要可供低温环境使用的、性能优异的高强度钢板。国内供低温使用的钢板研发存在三个难点，一是钢板使用环境温度越来越低，从-20℃已降低至-60℃；二是钢板强度越来越高，抗拉强度从40Kg级提升至60Kg级；三是冲击韧性要求越来越高，从国标要求向用户与生产厂家相互协商发展，提高低温冲击功值要求。

CN101831594A公开了一种低温环境使用的钢板的制备方法，其化学成分按质量百分数为：C：0.06～0.10％，Si：0.10～0.40％，Mn：0.9～1.40％，Ti：0.010～0.030％，V：0.01～0.06％，Cr：0.0～0.40％，Ni：0.10～0.30％，Mo：0.10～0.30％，余量为Fe，成分碳当量要求≤0.45％，其制备方法为：(1)加热制度：将钢坯加热到1200～1250℃，保证钢坯均热时间0.5～1.0小时；(2)轧制工艺：控制生产钢板压缩比≥4.0，轧制分两阶段轧制，即再结晶区轧制和未再结晶区轧制，加大钢坯在再结晶区轧制道次压下率，使其稳定大于8％，要求至少有2道稳定≥15％；中间待温厚度控制在成品厚度的2.0～4.0倍，控制未再结晶区开轧温度为820～850℃，终轧温度在800～820℃；(3)水冷工艺：热轧后进行水冷，终冷温度控制在650～720℃，冷却速度控制在5～12℃/s。虽然其相比于现有技术有所改进，但其强韧性和冲击功仍不能满足某些极低温场合的使用要求，因此，仍有必要进行改进。

发明内容

本发明的目的在于提出一种极低温环境使用的钢板的制备方法，该钢板在极低温下仍具有较高的强韧性和冲击功。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种极低温环境使用的钢板的制备方法，所述钢的化学成分以重量百分数计由下列组份组成：C：0.03-0.05，Si：0.10-0.30，Mn：1.60-1.80，Ti：0.010-0.030，Nb：0.2-0.4，Cr：0.8-1.2，Ni：1.3-1.5，N：0.03-0.05，S≤0.008，P≤0.005，余量为Fe及不可避免的杂质；所述制备方法包括如下步骤：

1）转炉冶炼+炉外精炼，调整化学成分，满足上述范围，进行浇注；

2）将钢坯加热到1230-1250℃，保证钢坯均热时间1-2小时；然后进行两阶段轧制，第一阶段的轧制温度区间为1000-1160℃，第二阶段的轧制温度区间为820-970℃；

3)热处理工艺：先进行淬火，淬火温度为960-970℃，水淬，然后将钢板放入液氮中进行深冷处理，在液氮中处理的时间为10-20分钟；再进行回火处理，回火加热温度为260-280℃，保温时间为1-2小时。

本发明具有如下有益效果：

采用较低碳，改善钢板焊接适应性，利用Nb、Ti微合金化细化钢板晶粒，添加Cr和N提高钢板强度，利用Ni元素改善钢板低温冲击韧性。采用淬火后的深冷处理以固化淬火组织使残余奥氏体进一步转变，使得本发明的钢板的性能进一步提高，屈服强度≥560MPa，-70℃低温冲击功均值稳定达到≥110J，完全能够满足在-70℃以下的极低温环境下对钢板的高性能要求。钢板焊接适应性良好，微观组织为铁素体+回火索氏体+回火贝氏体。

具体实施方式

实施例一

一种极低温环境使用的钢板的制备方法，所述钢的化学成分以重量百分数计由下列组份组成：C：0.03，Si：0.30，Mn：1.60，Ti：0.030，Nb：0.2，Cr：1.2，Ni：1.3，N：0.05，S≤0.008，P≤0.005，余量为Fe及不可避免的杂质；所述制备方法包括如下步骤：

1）转炉冶炼+炉外精炼，调整化学成分，满足上述范围，进行浇注；

2）将钢坯加热到1230℃，保证钢坯均热时间2小时；然后进行两阶段轧制，第一阶段的轧制温度区间为1000-1160℃，第二阶段的轧制温度区间为820-970℃；

3)热处理工艺：先进行淬火，淬火温度为960℃，水淬，然后将钢板放入液氮中进行深冷处理，在液氮中处理的时间为20分钟；再进行回火处理，回火加热温度为260℃，保温时间为2小时。

实施例二