本發(fā)明涉及高強(qiáng)度低合金鋼技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種深水下觀光船舶用鋼及其制備方法。
背景技術(shù):
近年來,隨著國內(nèi)外建筑、冶金、化工、海洋平臺、船舶和汽車等行業(yè)的迅猛發(fā)展,在降低鋼材本身重量的前提下,要求安全可靠,能夠抵抗完發(fā)災(zāi)害(如水、火、地震、風(fēng)暴等)。因此,除了有較高的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度外,還要求具有良好的冷變形能力和高的沖擊韌性,在局部超載失穩(wěn)的情況下不發(fā)生瞬間的斷裂。在此要求條件下,盡可能的提高鋼的強(qiáng)度及韌性度顯得尤為重要。
cn102618786a公布了耐蝕性優(yōu)越的船舶用鋼材,本發(fā)明提供一種船舶用鋼材,以及使用這樣的船舶用鋼材而構(gòu)成的各種構(gòu)造物,所述船舶用鋼材在嚴(yán)酷的腐蝕環(huán)境下表現(xiàn)出優(yōu)越的長期耐蝕性。本發(fā)明的船舶用鋼材分別含有c:0.04~0.30%、si:0.05~1.0%、mn:0.1~2.0%、p:0.010~0.040%、s:0.011~0.025%、al:0.010~0.10%、cu:0.10~1.0%、cr:0.01~0.3%、以及n:0.0030~0.010%,殘余部分由鐵以及不可避免的雜質(zhì)形成,并且s的含量[s]和n的含量[n]之比即[s]/[n]為1.50~6.0。
隨著船舶工作環(huán)境的惡劣,加上生產(chǎn)廠家對生產(chǎn)成本控制,對深水下觀光船舶用鋼材各項(xiàng)性能要求的苛刻,此鋼種的沖擊韌性及強(qiáng)度不能很好的滿足要求較高的領(lǐng)域要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為克服所述不足,本發(fā)明的目的在于提供一種深水下觀光船舶用鋼及其制備方法,提高鋼板的沖擊性能及屈服強(qiáng)度等機(jī)械性能,滿足較高領(lǐng)域及用戶降低成本需求。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種深水下觀光船舶用鋼,其化學(xué)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:c:0.02%-0.10%、si:0.20%-0.40%、mn:0.7%-1.20%、cr:0.50%-1.0%、ni:1.7-3.7、cu:1.0%-1.7%、mo:0.30%-0.60%、v:0.02%-0.05%、nb:0.02%-0.07%、al:0.005%-0.015%、p≤0.020%、s≤0.010%、余量為fe和不可避免的雜質(zhì)。
優(yōu)選地,所述一種深水下觀光船舶用鋼其化學(xué)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:c:0.03%-0.06%、si:0.2%-0.35%、mn:0.8%-1.1%、cr:0.55%-0.80%、ni:1.7-2.0、cu:1.0%-1.2%、mo:0.35%-0.55%、v:0.02%-0.035%、nb:0.035%-0.055%、al:0.005%-0.015%、p≤0.020%、s≤0.010%、余量為fe和不可避免的雜質(zhì)。
一種深水下觀光船舶用鋼的制備方法,包括以下步驟:初煉、(lf+rh)精煉、連鑄、軋制等工藝步驟,具體步驟如下:
步驟一:初煉,采用電爐或轉(zhuǎn)爐冶煉,終點(diǎn)[c]≤0.04%,終點(diǎn)[p]≤0.012%,終點(diǎn)氧含量穩(wěn)定控制在(500±50)ppm,殘余元素含量符合設(shè)計(jì)要求,鋼水出鋼溫度1650℃-1680℃,完成鋼液的脫碳脫磷,去除碳元素和磷元素,去除鋼中部分氫元素和氮元素;
步驟二:(lf+rh)精煉,先采用lf爐精煉,調(diào)渣,均勻成分,脫氧元素、脫硫元素,去除夾雜,溫度滿足后期處理要求,lf精煉過程采用微正壓操作,減少過程增加氮元素,再進(jìn)行rh真空處理,rh真空度小于67pa保持時(shí)間≥15分鐘,破空后軟吹時(shí)間≥10分鐘,rh處理后上鋼溫度1542℃-1557℃;
步驟三:連鑄,采用恒溫、恒速、恒液面、全保護(hù)澆注、動(dòng)態(tài)弱冷配水模型等技術(shù),其中恒溫要求1528±3℃,恒速要求1.0±0.05mm/min,操作結(jié)晶器液面波動(dòng)不大于2mm,確保鑄坯質(zhì)量符合要求,入坑緩冷時(shí)間≥72小時(shí);
步驟四:軋制,為保證鋼的內(nèi)部質(zhì)量,軋制壓縮比≥6,加熱爐加熱溫度:1180℃-1220℃,加熱時(shí)間:2.5小時(shí)-3小時(shí),開軋溫度:1080℃-1110℃,終軋溫度:850℃-950℃。
本發(fā)明具有以下有益效果:
1、本發(fā)明在化學(xué)成分上的優(yōu)化:采用低碳、提高mo、cr、cu等元素含量來提高鋼的焊接性、抗沖擊性能和抗拉性能;
2、本發(fā)明優(yōu)化生產(chǎn)流程中的工藝參數(shù):第一、真空脫氣精煉,通過實(shí)施合理的吹氬制度、lf精煉過程采用微正壓操作、合理的真空脫氣時(shí)間、軟吹時(shí)間等措施保證了鋼液潔凈度、成分穩(wěn)定性;第二、連鑄通過采用恒溫恒速恒液面的“三恒操作”模式、全保護(hù)澆注、電磁攪拌及低過熱度澆注等措施,保證了鑄坯質(zhì)量;第三、軋制工序通過制定合理的加熱制度、合理分配軋制道次及軋后冷卻制度,改善表面質(zhì)量及軋后組織均勻性問題;
3、本發(fā)明鋼,使用于國內(nèi)外生產(chǎn)大規(guī)格船板,本發(fā)明鋼具有良好的抗沖擊性、焊接性、組織均勻性等特點(diǎn),使得生產(chǎn)船板在使用過程中承受較大的承載能力,具有生產(chǎn)效率高、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
實(shí)施例
一種深水下觀光船舶用鋼,進(jìn)行了6種化學(xué)成分的配比,其化學(xué)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)見表1。
表1化學(xué)成分(質(zhì)量,%)
一種深水下觀光船舶用鋼的制備方法,采用頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉、lf爐外精煉、rh真空脫氣處理、連鑄澆注鑄坯、軋制成材工藝生產(chǎn)鋼材,以厚度25mm規(guī)格鋼材生產(chǎn)工藝來具體說明本發(fā)明的制備方法:
具體生產(chǎn)工藝如下:
步驟一:初煉,采用電爐或轉(zhuǎn)爐冶煉,終點(diǎn)[c]≤0.04%,終點(diǎn)[p]≤0.012%,終點(diǎn)氧含量穩(wěn)定控制在(500±50)ppm,殘余元素含量符合設(shè)計(jì)要求,鋼水出鋼溫度1650℃-1680℃,完成鋼液的脫碳脫磷,去除碳元素和磷元素,去除鋼中部分氫元素和氮元素;
步驟二:(lf+rh)精煉,先采用lf爐精煉,調(diào)渣,均勻成分,脫氧元素、脫硫元素,去除夾雜,溫度滿足后期處理要求,lf精煉過程采用微正壓操作,減少過程增加氮元素,再進(jìn)行rh真空處理,rh真空度小于67pa保持時(shí)間≥15分鐘,破空后軟吹時(shí)間≥10分鐘,rh處理后上鋼溫度1542℃-1557℃;
步驟三:連鑄,采用恒溫、恒速、恒液面、全保護(hù)澆注、動(dòng)態(tài)弱冷配水模型等技術(shù),其中恒溫要求1528±3℃,恒速要求1.0±0.05mm/min,操作結(jié)晶器液面波動(dòng)不大于2mm,確保鑄坯質(zhì)量符合要求,入坑緩冷時(shí)間≥72小時(shí);
步驟四:軋制,為保證鋼的內(nèi)部質(zhì)量,軋制壓縮比≥6,加熱爐加熱溫度:1180℃-1220℃,加熱時(shí)間:2.5小時(shí)-3小時(shí),開軋溫度:1080℃-1110℃,終軋溫度:850℃-950℃。
其中采用了5個(gè)連鑄軋制工藝參數(shù),詳細(xì)見表2,其對應(yīng)的鋼板性能及對比情況見表3,抗沖擊性能及屈服強(qiáng)度等性能均滿足深水下觀光船舶用鋼以及其他較高領(lǐng)域用戶需求。
表2連鑄軋制工藝參數(shù)
表3鋼板性能及對比情況
上面已經(jīng)結(jié)合具體示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明,但是本發(fā)明的實(shí)施不限于此。在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi),本領(lǐng)域技術(shù)人員可以進(jìn)行各種修改和變型,這些修改和變型將落入權(quán)利要求限定的保護(hù)范圍之內(nèi)。
本發(fā)明不局限于所述實(shí)施方式,任何人應(yīng)得知在本發(fā)明的啟示下作出的結(jié)構(gòu)變化,凡是與本發(fā)明具有相同或相近的技術(shù)方案,均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
本發(fā)明未詳細(xì)描述的技術(shù)、形狀、構(gòu)造部分均為公知技術(shù)。