[发明专利]低温韧性良好的VL4-4L船舶用钢板及其制造方法

说明书

本发明公开一种低温韧性良好的VL4‑4L船舶用钢板及其制造方法，C：0.04％～0.09％；Si：0.05％～0.14％；Mn：1.10％～1.45％；S：≤0.002％；P：≤0.008％；Als：0.015％～0.045％；N：0.003％～0.015％；Nb：0.01％～0.03％；Cu：0.05％～0.15％；Cr：0.05％～0.20％；Ni：0.25％～0.50％；V：0％～0.04％；Ti：0.008％～0.014％；余量为Fe和不可避免的杂质。可满足海洋恶劣、苛刻环境对船用钢板的技术要求。

技术领域

本发明属于钢铁材料制备领域，特别涉及一种低温韧性良好的VL4-4L船舶用钢板及其制造方法。

背景技术

近年来，全球LPG能源需求不断增长，LPG储运需求日趋旺盛。LPG运输船规模在不断向大型化方向发展。VLGC的大型化发展，对船舶服役的安全性和稳定性提出了更高要求，因此不仅对船舶设计和建造过程要求更加严苛，同时对造船所需的低温钢板的生产和质量稳定性控制带来巨大的难度。

对于LPG船用的C-Mn系低温钢板，主要用于设计使用温度为-55℃以上的LPG船的液货舱及其周围的船体结构的建造，要求钢板具有一定的强度、较低的屈强比，良好的低温韧性，抗层状撕裂、良好的可焊性和加工性能等综合性能。目前，该类产品国内外均采用TMCP工艺生产，为保证低温性能要求，需要对坯料的加热温度，轧制温度和轧后快冷工艺进行严格控制，生产难度极大。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明所要解决的技术问题提出一种低温韧性良好的VL4-4L船舶用钢板及其制造方法，通过合理的成分设计，新型TMCP工艺相结合，获得的钢板整个厚度断面具有高的强韧性,制备出具有高强度(屈服强度≥360MPa，抗拉强度≥520MPa)、耐低温(-80℃冲击功≥150J)、Z向性能≥70％，钢板组织为铁素体+贝氏体的双相组织，其中，铁素体组织比例≥70％，最大厚度60mm，零塑性脆转温度(DNTT)≤-70℃，其良好的组织性能均匀性、抗层状撕裂性等特点，可满足海洋恶劣、苛刻环境对船用钢板的技术要求。

为了实现发明目的，本发明采取的技术方案如下：

低温韧性良好的VL4-4L船舶用钢板，其特征在于，该钢板的化学成分质量百分比如下：C：0.04％～0.09％；Si：0.05％～0.14％；Mn：1.10％～1.45％；S：≤0.002％；P：≤0.008％；Als：0.015％～0.045％；N：0.003％～0.015％；Nb：0.01％～0.03％；Cu：0.05％～0.15％；Cr：0.05％～0.20％；Ni：0.25％～0.50％；V：0％～0.04％；Ti：0.008％～0.014％；余量为Fe和不可避免的杂质。

钢板厚度为25～60mm。

本发明钢中各合金成分的作用机理如下：

C：是有效提高钢板强度的廉价元素，但随着碳含量的提高，则显著降低钢板的塑性、低温韧性和抗焊接裂纹敏感性，一定含量的的碳元素，能够配合冷却控制，保证钢板的强韧性指标，故从经济性和产品性能角度考虑，优选C含量控制在0.04％～0.09％。

Si：是炼钢过程中主要的脱氧成分，在炼钢过程中可以作为脱氧剂和还原剂，有利于钢板强度的提高，当含量超过0.5％时将促进马奥岛的形成，损害焊接性和低温韧性。适量的Si能够提高钢的弹性极限、屈服强度和屈服比，还能提高钢在高温时的抗氧化性，经研究发现对于船用钢板，较低Si含量可提升钢板表面质量，因此，优选Si含量为0.05％～0.14％。

Mn：是保证钢的强度和韧性的必要元素，Mn与S结合形成MnS，避免晶界处形成FeS而导致的热裂纹，同时Mn也是良好的脱氧剂。适量的锰可以改善钢的强度和韧性，但过高则在铸坯中缠身偏析，进而造成轧制后难以消除的组织带状，降低钢板横向性能和抗层状撕裂性。为了提高本发明材料的强韧性，因此优选Mn含量范围为1.10％～1.45％。