[发明专利]一种基于TMCP工艺改善特厚钢板强韧性能的制备方法

说明书

本发明涉及一种基于TMCP工艺改善特厚钢板强韧性能的制备方法，将成分达到要求的连铸坯重新加热，然后通过控轧控冷工艺直接生产出合格产品。从轧制、冷却规程优化方面综合考虑强韧性能的合理搭配，充分细化原始奥氏体晶粒尺寸，增加奥氏体变形积累，采用合理的冷却制度确保组织比例恒定等，充分体现现代材料加工的工艺技术潜力，发挥控制轧制、控制冷却等相变控制工艺手段对钢材强韧化提升的作用，确保采用TMCP工艺生产的低合金特厚钢产品高断裂韧性化。该方法具有低成本、短流程、高精度、工艺简化、易于工业化大批量生产的特点。

技术领域

本发明属于钢板制备领域，具体涉及一种基于TMCP工艺改善特厚钢板强韧性能的制备方法。

背景技术

近年来，随着海洋资源的开发，海洋工程装备、运输向大型化方向发展，推进着结构材料的高强度化和厚型化，从确保整体结构的安全性、防止脆性破坏的角度来看，更需要钢材具有更高的破坏韧性值、高断裂韧化，这样即使出现脆性裂纹，也能停止其传播，确保结构部件的安全。

常见的改善钢板强韧性能的方法，主要是通过晶粒细化的方法，晶粒细化是唯一一种既提高钢的强度又改善韧性的方法。一般实现钢的晶粒细化采用低温大压下工艺形成大量变形带，从而为组织转变提供更多的形核点，并通过后续控制冷却实现要求相变、组织的细化，这种常见工艺在20-40mm较薄规格钢的生产得到实际应用。更厚规格的产品生产时，若仍采用低温大压下工艺，对轧机能力提出了更高要求，否则变形很难渗透到心部，造成厚度方向性能不均匀。为保证强度与韧性，针对厚规格产品更多的是采用热处理工艺生产，通过淬火加回火工艺实现韧性良好的细晶粒钢的生产。

申请号为201110056854.8、专利名称为“屈服强度500MPa级海洋平台结构用厚钢板及制造方法”的专利，公开的是一种为解决高级别海洋平台用钢厚度方向显微组织不均匀、心部低温冲击韧性不足等问题，采用控轧后配合10-13℃/s冷却速率冷至500-600℃，又结合两相区淬火和高温回火达到目的。其淬火加回火工艺存在将前期控轧后又冷却工艺的强化作用抵消的缺陷，存在工艺浪费、工序复杂问题，其组织类型是一种贝氏体的高温回火组织。

申请号为201110341100.7、专利名称为“一种80mm厚低压缩比海洋工程用钢板及其制造方法”的专利，采用控轧控冷方法、然后正火处理的方式，制造的最大厚度为80mm钢板具有高强度、良好Z向抗层状撕裂性能和高塑性的特点。这种控轧控冷+正火处理工艺生产的特厚板也存在着正火工艺会将前期控轧冷却工艺的强化作用抵消的缺陷，存在明显的工艺浪费现象，必然造成成本居高不下。

申请号为201110060060.9、专利名称为“强度高、低温韧性高的特厚钢板及其生产方法”的专利，采用控轧工艺生产40-100mm的屈服强度390MPa、抗拉强度大于490MPa、保证-40℃低温韧性达到100J的特厚板。该技术在低强度的低合金钢、船板的生产中应用比较普及，但难以满足更高强度级别、提出阻止裂纹传播要求的高性能钢的要求。

综上，热处理工艺生产特厚板存在工序长、需要配套专用设备、能源消耗大等现实问题，复杂的工序环节需要来回吊运、加工，生产效率低下、所需生产场地较大、生产成本居高不下，迫切需要开发一种强韧性能优异的特厚钢板短流程生产工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生产的产品钢材性能均匀、强韧性富余量大、断裂韧性提高、成本低廉、工艺简化、易于工业化大批量生产的基于TMCP工艺改善特厚钢板强韧性能的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于TMCP工艺改善特厚钢板强韧性能的制备方法，包括以下步骤：

a)将成分达到要求的250-300mm连铸坯重新进行加热，加热温度为1150-1200℃，加热时间为9-11min/cm；

b)连铸坯轧制成半成品：加热后的矩形连铸坯经粗轧阶段的一次开轧温度为1080-1130℃，间歇轧制温度控制在950-980℃区间；