[发明专利]一种低压缩比特厚EH36船板钢及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶金领域，具体涉及一种低压缩比厚度为100～150mm的EH36船板钢及其生产方法。

背景技术

船板钢是国民经济发展所依赖的重要钢铁材料，目前，船板钢出现如下发展趋势，钢板规格尺寸向特厚方向发展，强度向高强度、高韧性发展，尺寸精度要求提高，品种向多样化发展。

目前，通用的九国船级社规范中仅有挪威船级社（DNV）规范与GB 712-2011《船舶及海洋工程用钢》对150mm厚的船板做了规定，其余仅对100mm及以下的船板作了相应的规定。GB 712-2011或规范中EH36钢级的成分范围适用钢板厚度范围为0-150mm，成分跨度太大，即使将成分全部调制标准上限，随着厚度的增加，强度也不可避免会下降。

另外，强度越高，韧性越难以控制。钢板越厚，强韧性特别是厚度1/2处的冲击韧性值波动的几率就越高。就目前生产技术能力，生产100-150mm的船板采用TMCP轧制是没有办法获得厚度方向上性能均匀的钢板，即使勉强制得，产品的性能也难以稳定保障。目前，少数几个钢厂是利用370-400mm的连铸坯或钢锭通过正火生产100-150mm EH36钢板。而采用钢锭的生产方式又存在成材率低，生产效率低，成本高的缺陷，一般不作为100-150mm这种特厚板EH36钢板的首选生产方式。

GB 712-2011或船规要求厚度在50mm以上的EH36钢其-40℃纵向冲击韧性值（Akv）≥50J。Akv值对材料内部结构缺陷、显微组织的变化很敏感。如夹杂物、偏析、气泡、内部裂纹、钢的回火脆性、晶粒粗化等都会使冲击韧性值明显降低。连铸坯与钢板的厚度比例（压缩比）越大，钢板内部结构缺陷、显微组织越易改善，越有利于提高Akv值。反之，对于生产的越厚的钢板，由于压缩比较低，其Akv值越不稳定。另外，因特厚EH36使用环境的特殊性，更多的用户在船检时对特厚EH36钢的检测要求更加严苛，尤其要求生产厂家保证钢板1/2处冲击、拉伸性能。这对于正火生产的特厚EH36钢更加形成了严峻挑战。

发明专利申请 CN 103725959A公开了“一种130mm低合金低温韧性厚板及其生产方法”，选用400mm连铸坯，保证钢板压缩比＞3的前提下，经过TMCP两阶段控轧，随后进行正火+加速冷却（NAC）到650～720℃区间。最终钢板性能满足船级社规范中EH36力学性能。发明专利申请 CN103205640A公开了“一种E40高强度船板钢及制备方法”，通过控轧控冷工艺，轧后进行NAC热处理，获得了E40钢板。以上两项方法虽然经济，但是产品难以控制，不能大范围推广应用。因为，国内大部分厂家在正火炉后往往是配套淬火机，淬火机很难如ACC装置进行终冷或返红温度的精确控制。其次，仅通NAC处理，对于特厚（≥100mm）海洋工程用钢，钢板在厚度方向上的性能仍然不均匀，钢板1/2处的铁素体晶粒粗大、强度低，而钢板表面多为贝氏体、马氏体组织，强度高。这对钢板焊接材料的匹配、焊接、钢板成型、耐蚀性能都会带来一系列难度和影响。进一步地，NAC还存在随着天气变化、钢板厚度的宽度的变化，终冷温度范围宽，对特厚板最终的稳定性也存在不利影响。

综上，现有技术还不能完全达到采用连铸坯生产低压缩比100～150mm特厚EH36船板钢时的组织在厚度方向上的均匀性，以满足高强度、高冲击韧性的要求。

发明内容

本发明的目的在于，在按照现有船级社规范以及GB712规定的EH36钢标准成分的情况下，即不改变现有特厚板化学成分、冶炼、轧制的前提下，设计正火后加速冷却（NAC）方法+回火热处理的方式，获得了具有细小均匀的回火贝氏体组织的EH36钢。这种组织不同于以往EH36钢的铁素体珠光体组织形式，使EH36钢的强度不仅得到显著提高，同时可以满足高韧性，有效的阻抑裂纹扩展，大幅度提高1/2处冲击韧性Akv值。

本发明的EH36钢成分体系仍按船级社规范以及GB 712规定的标准成分体系，碳当量不增加，无需用户对后续焊接、整船设计作调整，包括焊材的匹配，焊接工艺的，整船的设计调整。同时，通过保证后续回火温度区间一定，可满足多批次、多规格、不论季节的批量生产，省去了组批以及要通过试水板来确定NAC过程的冷却速度，稳定了钢板质量，提高了钢板的一检合格率，节省了船级社检验费用、检验周期，缩短了产品交货周期。