超高韧性、优良焊接性HT550钢板及其制造方法

摘要

超高韧性、优良焊接性HT550钢板及其制造方法，采用超低C-高Mn-Nb微合金化-超微Ti处理的成分体系作为基础，控制Mn/C在15～30、(％Si)×(％Ceq)≤0.050、(％C)×(％Si)≤0.010、(％Mo)×[(％C)+0.13(％Si)]在0.003～0.020、Ti/N＝2.0～4.0、(Cu+Ni+Mo)合金化，Ni/Cu≥1.0、Ca处理，Ca/S比在0.80～3.00，通过优化TMCP工艺，使钢板显微组织为细小铁素体+自回火贝氏体，平均晶粒尺寸15μm以下，屈服强度≥460MPa、抗拉强度550MPa～700MPa、屈强比≤0.85、-60℃的Charpy冲击功(单个值)≥60J；在获得均匀优良的强韧性、强塑性匹配的同时，钢板可承受大热输入焊接，特别适用于跨海桥梁结构、海洋风塔结构、海洋平台结构及水电结构。

主权项

超高韧性、优良焊接性HT550钢板，其成分的重量百分比为：C：0.04％～0.09％Si：≤0.15％Mn：1.25％～1.55％P：≤0.013％S：≤0.003％Cu：0.10％～0.30％Ni：0.20％～0.60％Mo：0.05％～0.25％Als：0.030％～0.060％Ti：0.006％～0.014％Nb：0.015％～0.030％N：≤0.0050％Ca：0.001％～0.004％其余为Fe和不可避免的夹杂；且上述元素含量必须同时满足如下关系：C、Mn之间的关系：15≤Mn/C≤30；(％Si)×(％Ceq)≤0.050，其中，Ceq＝C+Mn/6+(Cu+Ni)/15+(Cr+Mo+V)/5；(％Si)×(％C)≤0.010；(％Mo)×[(％C)+0.13(％Si)]在0.003～0.020之间；Ti/N在2.0～4.0之间；Cu与Ni之间的关系：Ni/Cu≥1.0；Ca与S之间的关系：Ca/S在0.80～3.0之间；钢板的屈服强度≥460MPa、抗拉强度550MPa～700MPa之间、屈强比≤0.85、－60℃的Charpy冲击功单个值≥60J，钢板的显微组织为细小铁素体+自回火贝氏体，平均晶粒尺寸在15μm以下；其采用如下工艺制造，包括：1)冶炼、铸造按上述成分冶炼、铸造成板坯；2)加热板坯加热温度控制在1050℃～1150℃之间；3)控制轧制，钢板总压缩比即板坯厚度/成品钢板厚度≥4.0；第一阶段为粗轧变形即再结晶轧制阶段，采用轧机最大轧制能力进行不间断地轧制，控制道次压下率≥8％、累计压下率50％、终轧温度≥1000℃；粗轧结束后中间坯采用强制水冷快速降温，保证中间坯温度在10min内降低至第二阶段的开轧温度；第二阶段采用未再结晶控制轧制，开轧温度780℃～840℃，轧制道次压下率≥7％，累计压下率≥50％，终轧温度760℃～800℃；4)控制冷却控轧结束后，钢板在辊道上摆动冷却，冷却至钢板开冷温度，钢板开冷温度690℃～730℃，保证钢板处于铁素体加奥氏体两相区冷却，确保钢板的最终显微组织为细小铁素体+自回火贝氏体；冷却速度≥6℃/s，停冷温度为350℃～600℃，随后缓冷工艺为钢板温度表面大于300℃的条件下至少保温24小时。