[发明专利]大厚度420MPa级低屈强比海洋工程用钢及其生产方法

说明书

本发明涉及一种大厚度屈服强度420MPa级低屈强比海洋工程用钢及其生产方法，钢板厚度为100~120mm，钢的化学成分质量百分比为C=0.06%~0.08%，Si=0.18%~0.35%，Mn=1.50%~1.65%，Cr=0.1%~0.2%，Mo=0.1%~0.15%，Ni=0.20%~0.30%，Nb=0.025%~0.035%，Alt=0.02%~0.03%，Zr=0.01%~0.015%，Cu=0.05%~0.20%，P≤0.013%，S≤0.002%，其余为Fe和不可避免杂质。本发明方法生产的大厚度420MPa级钢板具有强度稳定性好，厚度方向组织均匀，低温韧性和耐蚀性良好等优点，钢板的屈服强度450~500MPa，抗拉强度550~600MPa，断后延伸率≥30%，1/4厚度处‑40℃冲击功≥400J，屈强比≤0.83。

技术领域

本发明涉及钢铁冶炼技术领域，特别是涉及一种大厚度屈服强度420MPa级低屈强比海洋工程用钢及其生产方法。

背景技术

随着海洋开发由近海走向远海，海洋平台和海上风塔等海上设备朝着大型化方向发展，对海洋工程用钢的质量要求也逐渐提高。除了常规的高强度、高韧性、抗层状撕裂、良好的可焊接性和耐蚀性等综合性能以外，海洋工程用钢还需要向轻量化和大厚度方向发展。目前355MPa级海洋工程用钢占海洋工程用钢的大部分，但关键部件所用大厚度、高强度钢板仍有待开发。

中国专利CN111041329B公布了一种海洋工程用高强高韧性钢板及其生产方法，其合金成分设计为C: 0.09~0.12%，Si≤0.10%，Mn: 0.80~1.0%，P≤0.010%，S≤0.003%，Ni:1.5~2.5%, Cr: 0.50~0.70%，Mo: 0.50~0.60%，Cu: 0.20~0.30%，V: 0.040~0.050%，Nb:0.01~0.02%，Ti: 0.01~0.02%，Al: 0.02~0.04%，B: 0.001~0.002%。采用辊底式淬火机和辊底式回火炉进行调质处理，制成屈服强度不低于890MPa的钢板。这种钢可用在海洋平台桩腿、悬臂梁等构件，但成分设计采用较高的C元素，会使钢板的焊接性降低。此外，该钢板的生产还需要在600℃保温处理，生产工艺复杂。

中国专利CN108998726B公布了一种厚规格的420MPa级低屈强比低温桥梁钢用钢及生产方法，其合金成分设计为C: 0.05~0.06%，Si: 0.20~0.30%，Mn: 1.50~1.60%，P≤0.012%，S≤0.005%，Ni: 0.10~0.20%，Cr: 0.15~0.20%，Nb: 0.025~0.035%，Al: 0.025~0.050%，V: 0.030~0.040%，Ti: 0.01~0.02%。这一钢种采用低碳成分设计，保证钢板具有良好的焊接性能和低温韧性，但是这种钢不含Cu和Mo元素，钢板的耐蚀性较低。此外，控扎控冷后的钢板还需重新加入热到480℃~550℃，进行回火处理，生产工艺复杂。

中国专利CN109136752B公布了一种420MPa级低屈强比耐海洋大气腐蚀桥梁用钢及其生产方法，其合金成分设计为C: 0.04~0.20%，Si: 0.15~0.45%，Mn: 0.85~1.80%，Alt:0.015~0.050%，Ni: 2.50~4.75%，Cu: 0.20~0.60%，Nb: 0.020~0.080%，Ti: 0.015~0.036%，Ca: 0.0020~0.0050%，P≤0.020%，S≤0.020%，N≤0.004%。采用成分设计、夹杂物控制、控制轧制和冷却以及热处理，获得具有强度较高，耐海洋大气腐蚀性能优良的钢板。但是该钢种的生产需要经过两阶段粗轧和单阶段精轧，而且冷却后的钢板还需要加热到350~500℃进行回火处理。此外，所述钢板的厚度为10~40mm，板材的厚度较薄。