[发明专利]一种低焊接裂纹敏感性高强高韧正火海工钢及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低焊接裂纹敏感性高强高韧正火海工钢及其制备方法，所述钢板的化学成分按重量百分比计为：C：0.10％～0.14％、Si：0.21％～0.35％、Mn：1.20％～1.50％、P≤0.015％、S≤0.005％、Nb：0.02％～0.05％、V：0.020％～0.044％、Ti：0.005％～0.020％、Als：0.015％～0.050％、N≤30ppm、O≤30ppm、H≤2ppm、[C][O]≤0.0023，其余为铁和不可避免的杂质，其中，Als表示酸溶铝；所述钢板的焊接裂纹敏感指数Pcm≤0.23％，碳当量CEV≤0.40％。本发明具有强塑性、低温冲击韧性、抗层状撕裂性能。

技术领域

本发明属于钢铁技术领域，具体涉及一种低焊接裂纹敏感性高强高韧正火海工钢及其制备方法。

背景技术

海洋平台是在海洋上进行作业的特殊场所，海洋平台服役期比船舶类高50％，它长期遭受海浪、低温、烈日、海风等恶劣气候的侵蚀，采用的钢板必须具有高强度、高韧性、抗疲劳、抗层状撕裂、良好的焊接性及耐海水腐蚀等综合性能。

目前常用的36公斤级海工钢通常采用正火工艺，在中国专利CN106148833A中，公开了一种正火态36公斤级海工钢钢板及其生产方法，在钢的成分设计方面采用Nb-V-Ti复合添加，其中V含量达到0.045～0.055％，贵重金属含量高，且V能提高韧脆转变温度，不利于低温冲击韧性的改善，且轧制过程中要求钢板堆垛缓冷，对生产组织及硬件设备要求较高，大幅影响生产节奏，提高了生产成本。从钢的强度富余量来看，其只能满足36公斤级海工钢的要求，从公开的冲击性能来看，也仅能满足纵向1/4厚度的常规韧性要求，难以满足极区海洋环境的要求。该申请只能生产最大厚度60mm的钢板，无法填补市场对于特厚规格需求的空白。

在中国专利CN107779764A中，公开了一种厚规格海工钢及生产方法，在钢的成分设计方面采用Nb-V-Ti-Cu-Ni复合添加，Nb含量高达0.06％，V含量高达0.08％，Ni含量高达0.15％，Cu含量高达0.20％，贵重金属含量过高，TMCP工艺采用先矫直后控冷模式，且要求钢板入水前矫直4道，势必造成终轧温度过高，入水温度过低，虽有利于大压下板形的改善，保证水冷后钢板不出现瓢曲，但无法充分利用未再结晶区大压下形成的位错产生的相变细晶效果，而且水冷前矫直道次过多，无形中增加生产组织难度，同样也影响生产节奏，提高生产成本。从钢的强度富余量来看，只能满足36公斤级海工钢的要求，从公开的冲击性能来看，也仅能满足-20℃纵向1/4厚度的常规韧性要求，难以满足极区海洋环境的要求。

对现有技术分析之后发现，已经公开的文献中厚规格海工钢普遍生产成本较高，生产组织难度大，设备要求高，技术推广性不强。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低焊接裂纹敏感性高强高韧正火海工钢及其制备方法，在满足苛刻的焊接裂纹敏感指数和碳当量要求的前提下，通过对化学成分、轧制工艺和正火热处理的控制，在常规铁素体加珠光体组织的基础上，细化块状铁素体、准多边形铁素体和弥散珠光体体积分数，获得一种更优的多相组织，形成合理的软硬相搭配，确保钢板具有优良的强塑性、低温冲击韧性、抗层状撕裂性能、止裂性能、焊接性能和抗震性能，纵横向、全断面综合力学性能优越，生产成本较低，可广泛应用于海洋工程、船舶、桥梁、建筑等领域。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种低焊接裂纹敏感性高强高韧正火海工钢，所述钢板的化学成分按重量百分比计为：C：0.10％～0.14％、Si：0.21％～0.35％、Mn：1.20％～1.50％、P≤0.015％、S≤0.005％、Nb：0.02％～0.05％、V：0.020％～0.044％、Ti：0.005％～0.020％、Als：0.015％～0.050％、N≤30ppm、O≤30ppm、H≤2ppm，其余为铁和不可避免的杂质，其中，Als表示酸溶铝；所述钢板的焊接裂纹敏感指数Pcm≤0.23％，碳当量CEV≤0.40％。

进一步，所述钢板组织组成包括准多边形铁素体、块状铁素体和珠光体。