[发明专利]一种高韧性F550特厚钢板的生产方法

说明书

本发明公开了一种高韧性F550特厚钢板的生产方法，钢的化学成分及质量百分比为C=0.10～0.12、Si=0.10～0.30、Mn=1.10～1.20、P≤0.012、S≤0.003、Alt=0.040～0.080、Ni=1.00～1.20、V=0.40～0.50、Cr=0.30～0.40、Mo=0.30～0.40、Nb=0.030～0.040、Ti=0.015～0.020；余量为Fe和残留元素；其生产方法包括：工艺过程为转炉冶炼→精炼→连铸→板坯加热→控制轧制→在线高温淬火→离线亚温淬火→回火→精整→性能检验。生产100～150mm的产品实物质量各项性能优良：钢板上屈服富余量在20Mpa以上，抗拉富余量在30～100Mpa，‑60℃心部低温冲击功值150J以上、屈强比≤0.92、Z向值≥35%和表面平直度良好F550特厚钢板。

技术领域

本发明属于冶金轧制热处理技术领域，涉及一种高韧性F550特厚钢板的生产方法。

背景技术

随着全球变暖的日益显现，世界对清洁能源的需求强烈且成为各国优先发展的方向。天然气的开采向北极低温环境地区扩张，对材料的低温韧性提出高的要求。中国天然气田在南海区域向深海不断推进，导管架的高度和平台上部吊装设备不断大型化，需要更大厚度和强度的特厚钢板；海上大功率风力发电场蓬勃发展，推动风电运输和吊运安装船大型化，也需要更大厚度和强度的钢板。随着海洋能源的开采和开发的推进，需要适应低温高韧性、高强度、大厚度高级别特厚钢板材料，特别是厚度100～150mm高韧性特厚钢板。

发明内容

本发明的目的在于提供一种厚度100～150mm高韧性F550特厚钢板生产方法。

发明的技术方案：

一种高韧性F550特厚钢板的生产方法，工艺过程为转炉冶炼→精炼→连铸→板坯加热→控制轧制→在线高温淬火→离线亚温淬火→回火→精整→性能检验。钢的化学成分及质量百分比为C=0.10～0.12、Si=0.10～0.30、Mn=1.10～1.20、P≤0.012、S≤0.003、Alt=0.040～0.080、Ni=1.10～1.30、V=0.40～0.50、Cr=0.30～0.40、Mo=0.30～0.40、Nb=0.030～0.040、Ti=0.015～0.020，余量为Fe和残留元素；关键工艺步骤包括：：

（1）冶炼：按照化学成分要求冶炼450mm及以上厚度铸坯，连铸实行全程保护浇铸，结晶器电磁搅拌，浇注温度按液相线温度+ (10 ～15℃)低过热度控制，凝固末端轻压下结合浇注末端重压下技术，总压下量≥25mm，保证铸坯心部质量为低倍C类1.0；板坯下线堆冷至室温；

（2）板坯加热：采用步进炉对板坯进行低温加热，加热温度1150～1200℃，加热时间420～500min，其中均热段时间不少于50min；

（3）控制轧制：高压水除鳞后，粗轧采用大压下，前三道次压下量≥40mm；中间坯厚度为成品厚度+40～70mm，终轧温度900～950℃；粗轧完成后，快速送至精轧开始二阶段轧制，终轧温度900～930℃；

（4）在线高温淬火：使用预矫直保证板形平直度；Muplic超快冷快速冷却，冷却水温≤30℃，开冷温度900～930℃，冷却速率5～10℃/s，低压段摆动冷却钢板温度＜100℃；钢板堆垛缓冷；

（5）离线亚温淬火：在线淬火后钢板再加热，淬火温度870～900℃，淬火保温时间1.5min/mm；辊式淬火机冷却至室温；

（6）回火：离线淬火钢板进行回火，回火温度620～660℃，回火保温时间2.5 min/mm。

本发明的技术原理：

C元素在合金钢中，常与其它合金元素形成碳化物，稳定奥氏体提高淬透性。低C含量对韧性、止裂性和焊接性都有决定性作用，本发明中控制C含量控制在0.010%～0.013%的窄成分范围内。

Si元素以固溶体形式存在于铁素体和奥氏体中，能提高铁素体和奥氏体的强度和硬度，造成钢的韧性下降，本发明中Si含量控制在0.10%～0.30%。