一種高強韌性耐腐蝕鋼板及其制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于金屬材料制造的技術領域，具體涉及的是一種高強韌性耐腐蝕鋼板及 其制造方法。
【背景技術】
[0002] 隨著海洋戰略的實施，海洋環境下使用的鋼板越來越多，由于海洋環境中含有氯 離子（Cl)，對鋼材腐蝕嚴重。從海洋大氣到深海溫度變化大，要求鋼板的具有良好的低溫 韌性。海洋環境下使用的結構、裝備等隨著科學技術的進步，強度要求越來越高。目前在海 洋環境下使用的鋼板有的只能滿足其高強度或高韌性或一定的耐腐蝕性，無法同時滿足高 強度、高韌性、良好的耐腐蝕性，不能滿足海洋環境下的使用需求。
【發明內容】
[0003] 本發明所要解決的技術問題，就是針對現有技術所存在的不足，而提供一種高強 韌性耐腐蝕鋼板及其制造方法，本發明所涉及的高強韌性耐腐蝕鋼板抗拉強度達到SOOMPa 以上，-70°C橫向沖擊功不小于100J，耐腐蝕性能是普碳鋼的2. 35倍以上，具有良好的高強 韌性和耐腐蝕性能，焊接性能優良；同時該發明所提供的高強韌性耐腐蝕鋼板的制造方法， 采用轉爐冶煉、LF+RH爐外精煉、淬火+回火熱處理等，保證鋼質純凈，組織均勻，使鋼的抗 拉強度達到800MPa以上和-70°C橫向沖擊功不小于100J。
[0004] 本方案是通過如下技術措施來實現的： 一種高強韌性耐腐蝕鋼板，其組分及各組分按重量百分比為：碳（C)O. 10~0. 13%， 硅（Si) 0? 10 ~0? 30%，錳（Mn) 0? 25 ~0? 40%，磷（P)彡 0? 015%、硫（S)彡 0? 010%，鎳（Ni) 2. 30-2. 50%，鉻（Cr)L30~L50%，鉬（Mo) 0? 28 ~0? 38%，釩（V) 0? 010 ~0? 030%，鈣（Ca) 0. 0015~0. 0045%，余量為鐵和不可避免的雜質。
[0005] -種高強韌性耐腐蝕鋼板，其優選方案是，其組分及各組分按重量百分比為：碳 (C) 0? 10 ~0? 12%，硅（Si) 0? 15 ~0? 25%，錳（Mn) 0? 28 ~0? 35%，磷（P)彡 0? 012%、硫（S) 彡 0? 008%，鎳（Ni)2. 35-2. 45%，鉻（Cr)L35~L45%，鉬（Mo)O. 30 ~0? 36%，釩（V)O. 015 ~ 0. 025%，鈣（Ca) 0. 0020~0. 0040%，余量為鐵和不可避免的雜質。
[0006] -種高強韌性耐腐蝕鋼板，最優方案為，其組分及各組分按重量百分比為：碳（C) 0? 11%，硅（Si) 0? 20%，錳（Mn) 0? 32%，磷（P) 0? 008%、硫（S) 0? 001%，鎳（Ni) 2. 40%，鉻（Cr) 1. 40%，鉬（Mo) 0. 33%，釩（V) 0. 020%，鈣（Ca) 0. 0030%，余量為鐵和不可避免的雜質。
[0007] 所生產鋼板的厚度為10_60mm。
[0008] 本發明的另一目的，在于提供一種高強韌性耐腐蝕鋼板的制造方法，包括下述的 步驟：鐵水預處理脫硫、脫磷步驟，頂底復吹轉爐冶煉步驟，LF+RH爐外精煉步驟，鈣處理步 驟，板坯連鑄步驟，板坯緩冷步驟，板坯再加熱步驟，高壓水除磷步驟，板坯乳制步驟，鋼板 緩冷步驟，熱處理步驟；所述的熱處理的具體步驟為：鋼板淬火溫度880~900°C，保溫時 間1. 6~2. 6min/mm，鋼板出爐后快速水冷至室溫，鋼板回火溫度665~685°C，保溫時間 I. 8~2. 8min/mm，鋼板出爐后空冷。
[0009] 本發明的高強韌性耐腐蝕鋼板的制造方法，具體步驟如下： 鐵水預處理脫硫、脫磷步驟，處理后硫含量0. 0019%-0. 0032%，鐵水溫度 1262〇C-1310°C； 頂底復吹轉爐冶煉步驟：終點碳含量目標為〇. 06% -0. 07%，P:0. 005% -0. 006%，S: 0. 0035%-0. 005% ;出鋼溫度為1622°C-1632°C;采用擋渣塞、擋渣棒雙擋渣出鋼；鉬鐵、電解 鎳隨廢鋼加入轉爐，出鋼過程加鋁錳鐵、石灰、螢石造頂渣；依次加入硅錳合金、硅鐵、鋁錳 鐵、鉻鐵、釩鐵進行合金化，出鋼過程吹氬時間17-19min; LF精煉步驟：到站溫度1527°C-1535 °C，出站溫度1656°C-1661 °C。加熱時間 32-34min，處理周期 56-58min; RH精煉步驟：保真空時間15-16min，真空度0. 6mbr; 鈣處理步驟：RH后喂鈣鐵線，鈣處理后軟吹氬21-25min，軟吹過程鋼液面無裸露； 板坯連鑄步驟：拉速為0. 93-0. 94m/min，全氬氣保護澆鑄； 熔煉分析得到鋼板的化學成分為：C:0. 10%-0. 13%，Si:0. 15 %-0. 21%，Mn: 0. 27%-0, 39%,P：0. 009%-0, 010%,S：0. 001%-0, 003%,Ni:2. 33%-2, 47%,Cr：1. 34%-1, 49%, Mo：0. 41%-0, 46%,V：0. 016%-0, 027%,Ca：0. 0024%-0, 0036% ； 板坯下線緩冷58h-87h; 連鑄坯再加熱步驟：加熱時間160-205min，出爐溫度1175-1188°C; 高壓水除磷：板坯出爐后進行高壓水除磷，高壓水壓力20MPa; 板坯乳制步驟：開乳溫度：1133°C-1145°C，終乳溫度：924°C_966°C;鋼板緩冷至100°C以下； 熱處理步驟；所述的熱處理的具體步驟為：鋼板淬火溫度880~900°C，保溫時間 1. 6~2. 6min/mm，鋼板出爐后快速水冷至室溫，鋼板回火溫度665~685°C，保溫時間 1. 8~2. 8min/mm，鋼板出爐后空冷。
[0010] 為滿足低溫韌性要求，一般通過細化晶粒、合金化及提高純凈度等措施以改善鐵 素體鋼的低溫韌性。在鋼中加Ni，可增加殘余奧氏體的含量，促進逆轉變奧氏體的形成，使 基體的低溫韌性得到改善，Ni還能夠提高鋼的強度和耐蝕性。C、Mn在鋼中易偏析，影響組 織的均勻性，因此需降低C、Mn含量。加入Cr、Mo,提高鋼的淬透性，提高強度和耐蝕性。加 入適量的V，細化晶粒，提高強度。當腐蝕發生時，Ca溶解于水呈堿性，能夠降低腐蝕前端的 PH值，抑制因pH值降低而造成的腐蝕加速；Ca可以使鋼中硫化物發生變性，促進上浮，純凈 鋼質，提尚初性。
[0011] 采用轉爐冶煉生產效率高，鋼中殘余元素易控制，提高合金收得率，控制合金成分 在要求的范圍內，需采取最佳加入方式、加入時間。采用爐外精煉減少鋼中有害元素如P、 S、H等，提尚鋼的純凈度，進而提尚鋼的商務質量和綜合性能。
[0012] 鋼板在乳制后進行熱處理以獲得所需求的組織和性能，淬火+回火可獲得高強度 高韌性。
[0013] 本發明采用合理的化學成分設計和相匹配的淬火+回火的熱處理工藝的是保證 鋼板具有合理的微觀組織和各項力學性能滿足標準的必要條件。化學成分設計保證了鋼具 有良好的耐腐蝕性能及高強度高韌性，合理的熱處理工藝能夠保證鋼板具有均勻的微觀組 織，從而保證鋼板具有良好的常溫拉伸性能、低溫韌性等指標，保證鋼板使用安全性。
[0014] 本發明的有益效果為： 可根據對上述方案的敘述得知，高強韌性耐腐蝕鋼板，抗拉強度達到SOOMPa以 上，-70°C橫向沖擊功不小于100J，耐腐蝕性能是普碳鋼的2. 35倍以上，具有良好的高強韌 性和耐腐蝕性能，焊接性能優良，廣泛應用于海洋結構、設備等。
【具體實施方式】
[0015] 為能清楚說明本發明的技術特點，下面通過【具體實施方式】，對本方案進行闡述。
[0016] 實施例1 :生產鋼板的厚度為10mm〇
[0017] 鐵水預處理脫硫、脫磷，處理后硫含量0. 0028%，鐵水溫度1262°C; 轉爐冶煉：終點碳含量目標為0.07%，P:0. 005%，S:0. 005%。出鋼溫度為1622°C; 采用擋渣塞、擋渣棒雙擋渣出鋼；鉬鐵、電解鎳隨廢鋼加入轉爐，出鋼過程加鋁錳鐵、石灰、 螢石造頂渣；依次加入硅錳合金、硅鐵、鋁錳鐵、鉻鐵、釩鐵進行合金化，出鋼過程吹氬時間 17min； LF精煉：到站溫度1530°C，出站溫度1656°C。加熱時間33min，處理周期58min。
[0018] RH精煉：保真空時間16min，真空度0? 6mbr。
[0019] 鈣處理步驟：RH后喂鈣鐵線，鈣處理后軟吹氬21min，軟吹過程鋼液面無裸露； 連鑄：拉速為0. 93m/min，全氬氣保護澆鑄； 熔煉分析得到鋼板的化學成分為：C:0. 10%，Si:0. 16%，Mn:0. 27%，P:0. 009%，S: 0. 001%,Ni:2. 33%,Cr：1, 44%,Mo：0. 41%,V：0. 016%,Ca：0. 0024%; 板坯下線緩冷58h。
[0020] 連鑄坯再加熱：加熱時間160min，出爐溫度1188°C。
[0021] 高壓水除磷：板坯出爐后進行高壓水除磷，高壓水壓力20MPa; 開乳溫度：1145°C，終乳溫度：924°C;鋼板緩冷至100°C以下； 鋼板淬火+回火工藝：淬火溫度889°C，保溫時間I. 8min/mm，鋼板出爐后快速水冷至 室溫，鋼板回火溫度678°C，保溫時間2. 5min/mm，鋼板出爐后空冷。
[0022] 實施例2 :本實施例所涉及的鋼板厚度為30_。
[0023] 鐵水預處理脫硫、脫磷，處理后硫含量0. 0032%，鐵水溫度1268°C; 轉爐冶煉：終點碳含量目標為〇. 06%，P:0. 006%，S:0. 004%。出鋼溫度為1625°C; 采用擋渣塞、擋渣棒雙擋渣出鋼；鉬鐵、電解鎳隨廢鋼加入轉爐，出鋼過程加鋁錳鐵、石灰、 螢石造頂渣；依次加入硅錳合金、硅鐵、鋁錳鐵、鉻鐵、釩鐵進行合金化，出鋼過程吹氬時間 19min； LF精煉：到站溫度1535°C，出站溫度1660°C。加熱時間32min，處理周期56min。
[0024] RH精煉：保真空時間15min，真空度0.6mbr。RH后喂鈣鐵線，鈣處理后軟吹氬 25min，軟吹過程鋼液面無裸露； 連鑄：拉速為0. 98m/min，全氬氣保