[发明专利]大线能量焊接钢板及其制造方法

说明书

本发明提供一种大线能量焊接钢板，其化学成分以质量百分比计包括：C≤0.1％，Si≤0.15％，S≤0.004％，Mn+Cr+Ni+Cu：1.5‑4.5％，Cr/Ni/Cu质量比为1:2:1，Ti+Mg+Zr+Ca：0.03‑0.3％，其中Ti+Mg：0.03‑0.2％，其余为Fe和不可避免的杂质，碳当量Ceq：0.36‑0.42，其中Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15。所述钢板的针状铁素体百分含量占比80％以上，针状铁素体尺寸在15μm以下，屈服强度≥430MPa，抗拉强度为550‑620MPa，延伸率≥25％，‑40℃冲击功≥300J；在焊接线能量600kJ/cm的条件下，焊接热影响区抗拉强度≥540MPa，‑40℃冲击功大于150J；抗止裂特性Kca≥8500N/mm1.5。所述钢板在制造过程中，RH精炼时加入锆钙包芯线，RH出钢后连铸成板坯，板坯经过再结晶区轧制和未再结晶区轧制，可促进针状铁素体的形成，改善钢板的止裂性能。

技术领域

本发明涉及钢铁冶金制造技术领域，尤其涉及一种大线能量焊接钢板及其制造方法。

背景技术

大线能量焊接钢可以在焊接时接收较大的能量而焊接热影响区的低温韧性稳定，因此能提高焊接效率。止裂性能是反映抵抗裂纹传播能力的指标，止裂性能优异表明抵抗裂纹传播能力优异，更好防止脆性断裂、从而确保零件或构件安全。

随着近年来集装箱船越来越大，船舶行业对钢板的性能要求越来高，其中尤其对止裂性能和大线能量焊接有更高的要求。现有技术中对于能够大线能量焊接的止裂钢的报道较少，通常钢材只具备优异的抗裂止裂性能而不能大线能量焊接，或者能够大线能量焊接而抗裂止裂性能不足。因此，有必要提供一种抗裂止裂性能优异的大线能量焊接钢板以满足越来越大的集装箱船的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大线能量焊接钢板，所述钢板能满足焊接线能量600kJ/cm的焊接需求，且抗止裂特性Kca≥8500N/mm^1.5，解决了现有技术中钢材不能同时具备大线能量焊接和优异的止裂性能的问题。

为了实现上述发明目的，本发明一实施方式提供一种大线能量焊接钢板，其化学成分以质量百分比计包括：C≤0.1％，Si≤0.15％，S≤0.004％，Mn+Cr+Ni+Cu：1.5-4.5％，其中Cr/Ni/Cu质量比为1:2:1，Ti+Mg+Zr+Ca：0.03-0.3％，其中Ti+Mg：0.03-0.2％，其余为Fe和不可避免的杂质，碳当量Ceq：0.36-0.42，其中Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述焊接钢板的针状铁素体百分含量占比80％以上，针状铁素体尺寸在15μm以下。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述钢板的屈服强度≥430MPa，抗拉强度为550-620MPa，延伸率≥25％，-40℃冲击功≥300J。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述钢板在焊接线能量600kJ/cm的条件下，焊接热影响区抗拉强度≥540MPa，-40℃冲击功大于150J。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述钢板的抗止裂特性Kca≥8500N/mm1.5。

本发明一实施方式还提供一种大线能量焊接钢板的制造方法，包括如下步骤：

冶炼阶段：依次经过转炉炼钢、LF炉精炼、RH炉精炼，RH精炼后钢水经过连铸机连铸成板坯；其中，在RH精炼时加入锆钙包芯线；

轧制阶段：板坯在1050-1150℃之间至少加热320min，加热完成后待温度为900-1000℃时，进行再结晶区轧制，单道次压下率大于15％，累计压下率大于50％；待温度降至860℃以下时，进行未再结晶区轧制，单道次压下率大于15％，未再结晶区轧制累计压下率大于60％，经过再结晶区轧制和未再结晶区轧制得到的钢板温度在Ar₃以上30-50℃范围内；