一種高強度超大線能量焊接船體用鋼的生產方法
【專利摘要】本發明公開了一種高強度超大線能量焊接船體用鋼的生產方法，所述鋼由C、Mn、Si、Ni、Cr、V、Ti、P、S、O、Als、Mo、Fe及不可避免的雜質組成；所述制備方法包括以下步驟：鋼水脫硫處理、轉爐或電爐冶煉、鋼包爐或鋼包吹氬精煉、連鑄、軋制成板，其中轉爐或電爐冶煉時，釩鐵、鎳鐵、鈦鐵在爐前隨廢鋼加入；在精煉期加入鉻鐵和鉬鐵，使鋼中的化學成份滿足所述鋼板的成份的要求，其中連鑄時進入結晶器的鋼水溫度控制在1530～1550℃，所述軋制成板包括：開軋溫度1200～1220℃，控軋末三道累計壓下率≥42％，終軋溫度880～900℃。
【專利說明】一種高強度超大線能量焊接船體用鋼的生產方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鋼鐵冶金【技術領域】，尤其涉及一種高強度超大線能量焊接船體用鋼的生產方法。
【背景技術】
[0002]隨著世界造船業的迅猛發展，生產高強度具有優良焊接性能(大線能量焊接)的船用鋼已呈趨勢，大線能量焊接是指線能量大于50KJ/cm的焊接，與傳統的小線能量船體焊接相比，大線能量焊接具有焊接速度快、焊接施工道次少等優點，顯著提高了焊接施工效率，節省了焊接建造成本。目前國內的高強度船體用鋼普遍只能使用低于50KJ/cm線能量焊接，武鋼和舞陽鋼鐵公司進行了大線能量鋼的研究，武鋼開發的大線能量鋼通過降低C含量加入合金Ni，改善HAZ的韌性，但焊接時仍需要進行預熱處理，舞陽鋼鐵公司采用JFEEWEL技術，通過氧化物冶金和低Ceq成分設計開發了大線能量焊接鋼，國外主要是日本在大線能量船板方面的研究較多，日本開發的大線能量鋼YP390，已在日本造船行業廣泛應用，主要采用HTUFF技術，其核心是利用高熔點氧化物質點細化HAZ組織。由此可知，目前國內及日本生產大線能量鋼需要較高的生產控制技術，生產成本較高。
[0003]CN101812639A公開了一種高強度大線能量焊接船體用鋼及其生產方法，其成分質量百分比為:c 0.06-0.10%, Si0.1 O ~0.25%, Mn 0.9-1.15%, Nb 0.01 ~0.03%,Ti0.010-0.020%,Al 0.015~0.030%，其余為Fe和不可避免的雜質元素。隨著技術的發展，對船體用鋼的焊接要求越來越高，該專利申請產品由于合金元素含量少，已不能滿足日益增長的需求。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提出一種高強度超大線能量焊接船體用鋼的生產方法，該方法生產的鋼強韌性匹配優良，具有強度高、優良的低溫韌性、高Z向性能以及能承受超大線能量(> 500kJ/cm)，本發明方法制造的鋼板合金含量低，從而生產成本低，適用于船體的生產。
[0005]為達此目的，本發明采用以下技術方案:
[0006]一種高強度超大線能量焊接船體用鋼的生產方法，所述鋼以重量百分數計由以下組份組成:c:0.05 ~0.07，Mn:1.2 ~1.6，Si:0.4 ~0.6，Ni:1.5 ~1.7，Cr:0.7 ~0.9，V:0.01 ~0.03, Ti:0.05 ~0.15, P ( 0.020, S ^ 0.015,0:0.001 ~0.005, Als:0.005 ~0.025、Mo:0.2~0.4，其余為Fe及不可避免的雜質，所述制備方法包括以下步驟:鋼水脫硫處理、轉爐或電爐冶煉、鋼包爐或鋼包吹氬精煉、連鑄、軋制成板，其中轉爐或電爐冶煉時，釩鐵、鎳鐵、鈦鐵在爐前隨廢鋼加入；在精煉期加入鉻鐵和鑰鐵，使鋼中的化學成份滿足所述鋼板的成份的要求，其中連鑄時進入結晶器的鋼水溫度控制在1530~1550°C，所述軋制成板包括:開軋溫度1200~1220°C，控軋末三道累計壓下率> 42%，終軋溫度880~900℃。[0007]本發明中化學組分的作用原理如下:
[0008]一般情況下，C對強韌性及其組織組成有較大的影響，對鋼板的工藝性能也有一定的影響，本發明控制的含量范圍能很好保證鋼板的強韌性。Si和Mn元素在鋼板中具有脫氧作用和合金化作用，并有強化韌性的作用。Ni有利于提高金屬的韌性尤其是低溫沖擊韌性，降低脆性轉變溫度。鋼板中含一定的Cr元素有利于提高針狀鐵素體含量，并有細化鐵素體晶粒的作用，有助于熱處理后性能維持在較高的水平，并且Cr合金還是一種非常便宜的資源，有利于降低鋼板的生產成本。V元素能有效提高強度。Ti能控制先共析鐵素體的析出，提高晶內針狀鐵素體含量。Mo能提高鋼的性能及焊接時焊縫的性能。微量的O、Als將會促使鋼板中產生以尺寸為Ium以下的氧化物夾雜作為針狀鐵素體的形核質點，這樣的氧化物夾雜可提高鋼板的強韌性。
[0009]本發明對合金元素的加入順序，是以脫氧為目的的元素先加，合金化元素后加。易氧化的貴重合金應在脫氧良好的情況下加入，即應在Fe-Mn、Fe-Si等脫氧劑全部加完以后再加，以減少燒損。難熔的不易氧化的合金如Fe-Cr、Fe-V, Fe-Ni等可加在轉爐或精煉爐內。其它合金均加在鋼包內。
[0010]本發明具有如下有益效果:
[0011]I)通過合理的組份及配比，低合金元素設計，生產出的高強鋼具備優良的強韌性匹配，具有高強度(Rm≥650MPa)和優良的低溫韌性(_20°C Akv≥230J)。
[0012]2)該鋼碳當量較低，焊接性能優異，可承受大線能量(> 550kJ/cm)焊接，在大線能量焊接下，_20°C時焊接熱影響區HAZ的夏比V型缺口沖擊韌性Akv≥125J。可顯著簡化焊接工藝，降低成本，大幅度提高了產品的焊接效率和施工進度，適應大生產要求。
[0013]3.本發明因具有優異的力學性能和焊接性能，應用于工程建設，可改善現場生產環境，提高施工效率2-5倍，同時保障工程質量，可創造巨大直接和間接經濟效益，并具有良好的社會效益。
【具體實施方式】
[0014]實施例一
[0015]一種高強度超大線能量焊接船體用鋼的生產方法，所述鋼以重量百分數計由以下組份組成:C:0.05，Mn:1.6，S1:0.4，N1:1.7，Cr:0.7，V:0.03，T1:0.05，P ≥ 0.020，S≥0.015，O:0.005，Als:0.005、Mo:0.4，其余為Fe及不可避免的雜質，所述制備方法包括以下步驟:鋼水脫硫處理、轉爐或電爐冶煉、鋼包爐或鋼包吹氬精煉、連鑄、軋制成板，其中轉爐或電爐冶煉時，釩鐵、鎳鐵、鈦鐵在爐前隨廢鋼加入；在精煉期加入鉻鐵和鑰鐵，使鋼中的化學成份滿足所述鋼板的成份的要求，其中連鑄時進入結晶器的鋼水溫度控制在1530°C，所述軋制成板包括:開軋溫度1220°C，控軋末三道累計壓下率> 42%，終軋溫度880。。。
[0016]實施例二
[0017]一種高強度超大線能量焊接船體用鋼的生產方法，所述鋼以重量百分數計由以下組份組成:C:0.07，Mn:1.2，S1:0.6，N1:1.5，Cr:0.9，V:0.01，T1:0.15，P ≥ 0.020，S≤0.015，O:0.001，Als:0.025、Mo:0.2，其余為Fe及不可避免的雜質，所述制備方法包括以下步驟:鋼水脫硫處理、轉爐或電爐冶煉、鋼包爐或鋼包吹氬精煉、連鑄、軋制成板，其中轉爐或電爐冶煉時，釩鐵、鎳鐵、鈦鐵在爐前隨廢鋼加入；在精煉期加入鉻鐵和鑰鐵，使鋼中的化學成份滿足所述鋼板的成份的要求，其中連鑄時進入結晶器的鋼水溫度控制在1550°C，所述軋制成板包括:開軋溫度120(TC，控軋末三道累計壓下率> 42%，終軋溫度900。。。
[0018]實施例三
[0019]一種高強度超大線能量焊接船體用鋼的生產方法，所述鋼以重量百分數計由以下組份組成:C:0.06，Mn:1.4，S1:0.5，N1:1.6，Cr:0.8，V:0.02，T1:0.10，P≤ 0.020，S≤0.015，O:0.003，Als:0.015、Mo:0.3，其余為Fe及不可避免的雜質，所述制備方法包括以下步驟:鋼水脫硫處理、轉爐或電爐冶煉、鋼包爐或鋼包吹氬精煉、連鑄、軋制成板，其中轉爐或電爐冶煉時，釩鐵、鎳鐵、鈦鐵在爐前隨廢鋼加入；在精煉期加入鉻鐵和鑰鐵，使鋼中的化學成份滿足所述鋼板的成份的要求，其中連鑄時進入結晶器的鋼水溫度控制在1540°C，所述軋制成板包括:開軋溫度1210°C，控軋末三道累計壓下率> 42%，終軋溫度890 。。。
【權利要求】
1.一種高強度超大線能量焊接船體用鋼的生產方法，其特征在于，所述鋼以重量百分數計由以下組份組成:c:0.05 ~0.07，Mn:1.2 ~1.6，Si:0.4 ~0.6，Ni:1.5 ~1.7，Cr:0.7 ~0.9，V:0.01 ~0.03，Ti:0.05 ~0.15，P^0.020，S^0.015，O:0.001 ~0.005，Als:0.005~0.025、Mo:0.2~0.4，其余為Fe及不可避免的雜質，所述制備方法包括以下步驟:鋼水脫硫處理、轉爐或電爐冶煉、鋼包爐或鋼包吹氬精煉、連鑄、軋制成板，其中轉爐或電爐冶煉時，釩鐵、鎳鐵、鈦鐵在爐前隨廢鋼加入；在精煉期加入鉻鐵和鑰鐵，使鋼中的化學成份滿足所述鋼板的成份的要求，其中連鑄時進入結晶器的鋼水溫度控制在1530~15500C，所述軋制成板包括:開軋溫度1200~1220°C，控軋末三道累計壓下率> 42%,終軋溫度880~900°C。
【文檔編號】C22C38/50GK103805880SQ201210436655
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月2日 優先權日:2012年11月2日
【發明者】談祁祥 申請人:無錫市金蕩機械廠