1000~1080°C，粗轧 后所得中间坯的厚度为1. 5~1. 8倍于成品厚度；精轧开轧温度为830~850°C，乳后采用 层流冷却，钢板终冷温度620~700°C，冷却速率6~10°C /s，随后空冷； 热处理工艺：采用淬火和回火调质处理工艺，淬火温度860~920°C，淬火保温时间为 L 8~2. 2min/mm，回火温度620~660°C，回火保温时间2. 5~4. Omin/mm。
[0024] 本发明通过成本低廉的成分设计方法，利用调质工艺获得了一种特厚调质海洋工 程用EH40钢，组织不同于普通EH40钢的珠光体铁素体组织，而是由具有优异性能的铁素 体、针状铁素体、贝氏体以及弥散分布的渗碳体多相组织组成。钢板1/4厚度处组织以铁素 体、渗碳体为主，贝氏体以及针状铁素体为辅。钢板1/2厚度处组织以贝氏体以及针状铁素 体、渗碳体为主，铁素体为辅。这是因为钢板通过淬火处理，钢板通过本身的淬透性元素，使 钢板在1/4厚度处组织以马氏体为主，随着板厚增加，淬透能力减弱，1 /2厚度处马氏体量 逐渐减少，贝氏体量增加。回火过程中，一方面，马氏体发生相变生成铁素体，渗碳体弥散分 布于铁素体相中，得到了很好的软硬相搭配，表现在性能上便是良好的强韧性匹配。另一方 面，微合金元素与钢中的间隙元素形成析出相，起到钉轧晶界作用。
[0025] 对于特厚板生产海洋工程用钢，调质工艺与正火工艺明显区别在于，在正火工艺 中，不希望厚度1/2处组织出现低温组织（贝氏体或马氏体)。而实际因要满足一定的强度， 正火特厚板成分设计上多选择C含量超过0. 13%，因而连铸坯的中心偏析不可避免的要导 致特厚板1/2处组织出现低温组织。这就使得正火特厚板1/2处冲击性能的稳定性难以保 证。而调质工艺，在淬火过程中，希望尽可能的将材料淬成低温组织，特厚板1/2处的偏析 导致C、Mn元素成分较高，其淬透能力更加优异，更易得到马氏体或贝氏体组织。因而调质 工艺就解决了低压缩比特厚板生产时的中心偏析的负面影响。
[0026] 本发明获得的特厚板在满足常规力学性能EH40级的基础上，在厚度1/2处强度、 冲击性能仍然保持优异性，还具有优异的低温韧性、抗低温应变时效性能、弯曲性能等。具 体性能为：屈服强度横向拉伸性能介于410~480MPa之间，抗拉强度介于530~600 MPa 之间，屈强比介于0.75~0.85之间，延伸率优良彡25%。-40°C纵向冲击韧性值彡200 J， 应变时效后，_40°C冲击韧性值没有明显降低，具有优异的抗低温时效性能。弯曲性能良好、 厚度方向上断面收缩率多65%。完全满足海洋工程用钢高强度、高冲击韧性、耐腐蚀性、抗低 温和抗撞击等综合性能要求。具有生产工艺稳定，易于批量化生产。
[0027] 本发明具有如下优点： 1、通过调质工艺替代正火工艺生产低缩比特厚板，避免中心偏析带来的负面作用。
[0028] 2、钢中Ni含量加入介于0. 15~0. 40%，成本低廉，其余成分也介于船级社规范中 的EH40钢的范围之内。本成分体系完全可以通过正火生产IOOmm以下的EH40、Q345E、H136 等钢种，便于炼钢组炉生产，节减成本与提高效率。
[0029] 3、采用调质钢生产特厚板，在淬火过程中，利用适当碳含量，添加淬透性元素 Ni、 Μη、Cr等保证特厚钢板适当的淬透性，在回火过程中，加入Nb、V、Ti等等微合金元素，有效 的保证组织的细化，同时通过析出相增加钢板的强度。组织不同于普通EH40钢的珠光体铁 素体组织，而是由具有优异性能的铁素体、针状铁素体、贝氏体以及弥散分布的渗碳体多相 组织组成。
[0030] 4、较高的精轧开轧温度，有效的减短特厚板待温时间，对于工业来讲，非常重要， 提高生产节奏。对于尺寸较短的钢板，高温轧制有利于避免低温大压下轧制而导致的钢板 板形问题，无需经过强力矫直，可推广至无强力矫直设备的钢厂生产。
[0031] 5、本发明通过调质生产，一方面提高钢板的稳定性，减少厚度方向上性能差异，减 少贵重合金元素 Ni的加入量，便可获得低温韧性优异的海洋工程用EH40钢。Ni的加入量 减少，钢还表面质量也易于控制。
【附图说明】
[0032] 图1为本发明实施例1中钢板厚度方向1/4处典型组织； 图2为本发明实施例1中钢板厚度方向1/2处典型组织。
【具体实施方式】
[0033] 以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0034] 本发明各实施例所对应的特厚调质海洋工程用EH40钢的化学成分见表1，表中数 据为各元素的质量百分比含量，剩余为Fe及不可避免的杂质元素，其中实施例1、2对应炉 号S11408150,实施例3、4对应炉号S11408151. 表1
钢板的冶炼工艺： 冶炼连铸工艺：按照实施例成本备料，经KR铁水预处理，深脱硫，使硫含量低于 0. 0020%，扒渣干净，转炉采用双渣法脱P，P < 0. 010%，转炉终点C < 0. 08% (碳分先后两次 添加)，出钢过程进行15~20min吹氩气，进行LF、RH精炼：RH真空保持20min以上；之后 连铸，板坯连铸过程中过热度保持在10~20°C，连铸拉坯速度0. 50~0. 80m/min，连铸坯 厚度为370mm ; 轧制工艺：采用控轧控冷TMCP工艺，连铸坯再加热温度1150°C~1200°C，采用粗轧和 精轧两阶段控制轧制，粗轧单道次压下率为12~20%，粗轧终轧温度1000~1080°C，粗轧 后所得中间坯的厚度为1. 5~1. 8倍于成品厚度；精轧开轧温度为830~850°C，乳后采用 层流冷却，钢板终冷温度620~700°C，冷却速率6~10°C /s，随后空冷。表2、表3为各实 施例的轧制工艺参数。
[0035] 热处理工艺：采用淬火和回火调质处理工艺，淬火温度860~920°C，淬火保温时 间为1. 8~2. 2min/mm，回火温度620~660°C，回火保温时间2. 5~4. Omin/mm。表4为各 实施例的具体热处理工艺参数。
[0036] 表 2
按照上述各实施例的冶炼工艺制得的钢板，其拉伸性能见表5。从实施例对应EH40 钢的拉伸性能来看，钢板屈服强度横向拉伸性能介于410~470MPa之间，抗拉强度介于 580~620 MPa之间，屈强比介于0.86~0.89之间，延伸率适中。实施例钢板1/2厚度处 拉伸性能略低于1/2厚度处，但差别不大于48MPa。实施例钢板的低温冲击韧性如表5所 示，-40°C纵向冲击韧性值彡140 J0 [0037]表 5
各实施例钢板的低温时效冲击性能如表6所示，大部分试样-40°C纵向冲击值多170 J，仅有个别值多100 J。
[0038] 表 6
各实施例钢板的落锤性能如表7所示，从表7可见钢板的弯曲性能优异，实施例钢板全 部弯曲试样弯曲性能完好，弯曲后弯曲面无裂纹。
[0039] 表 7
各实施例钢板在厚度方向的拉伸性能如表8所示，一组平行3个试样，断面收缩率指标 都多65%，这是因为本发明在冶炼工艺过程进行有效控制，如在冶炼过程中尽可能控制P、S 含量，以及其它杂质元素，尽可能的纯净钢冶炼，低过热度浇注，减轻中心偏析。在轧制过程 中采取相对高温轧制，尽可能的消除条带状的组织出现几率。如图1、图2所示，实施例1典 型金相组织也可见到在板厚1/2处未可见到明显的条带状组织。
[0040]表 8
【主权项】
1. 一种特厚调质海洋工程用EH40钢，其特征在于：该钢板的化学成分按质量百分比计 为C:0? 12 ~0? 15%，Si:0? 15 ~0? 50%，Mn:1. 30 ~I. 60%，P:彡 0? 010%，S:彡 0? 0050%，Nb: 0. 020 ~0. 050%，V:0. 020 ~0. 050%，Ti:0. 008 ~0. 020%，Ni:0. 15 ~0. 40%，Cr:0. 10 ~ 0.20%，余量为Fe及不可避免的杂质元素。2. 根据权利要求1所述的特厚调质海洋工程用EH40钢，其特征在于：该钢板的化学成 分按质量百分比为C:0? 13%，Si:0? 25%，Mn:1. 55%，P:0? 007%，S:彡 0? 002%，Nb:0? 035%，V: 0. 025%，Ti:0. 017%，Ni:0. 35%，Cr:0. 15%，余量为Fe及不可避免的杂质元素。3. -种权利要求1或2所述特厚调质海洋工程用EH40钢的制备方法，其特征在于：包 括如下工序， 冶炼连铸工艺：采用铁水预处理，KR深脱硫，硫含量低于0. 0020%，扒渣干净，转炉采用 双渣法脱P，P彡0. 010%，转炉终点C彡0. 08%，出钢过程进行15~20min吹氩气，进行LF、 RH精炼：RH真空保持20min以上；之后连铸，板坯连铸过程中过热度保持在10~20°C，连 铸拉坯速度0. 50~0. 80m/min，连铸坯厚度为370mm或以上； 轧制工艺：采用控轧控冷TMCP工艺，连铸坯再加热温度1150°C~1200°C，采用粗轧和 精轧两阶段控制轧制，粗轧单道次压下率为12~20%，粗轧终轧温度1000~1080°C，粗轧 后所得中间坯的厚度为1. 5~1. 8倍于成品厚度；精轧开轧温度为830~850°C，乳后采用 层流冷却，钢板终冷温度620~700°C，冷却速率6~10°C/s，随后空冷； 热处理工艺：采用淬火和回火调质处理工艺，淬火温度860~920°C，淬火保温时间为L8~2. 2min/mm，回火温度620~660°C，回火保温时间2. 5~4.Omin/mm。
【专利摘要】本发明涉及一种特厚调质海洋工程用EH40钢，该钢板的化学成分按质量百分比计为C：0.12～0.15%，Si：0.15～0.50%，Mn：1.30～1.60%，P：≤0.010%，S：≤0.0050%，Nb：0.020～0.050%，V：0.020～0.050%，Ti：0.008～0.020%，Ni：0.15～0.40%，Cr：0.10～0.20%，余量为Fe 及不可避免的杂质元素。钢板的制造工艺流程为冶炼→连铸→再加热→轧制→调质，采用调质工艺替代正火工艺生产低缩比特厚板，避免中心偏析带来的负面作用。
【IPC分类】C22C38/50, C21D8/02, C22C38/58
【公开号】CN104911503
【申请号】CN201510321655
【发明人】李经涛, 刘朝霞, 吴小林, 刘俊, 赵孚
【申请人】江阴兴澄特种钢铁有限公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年6月12日