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CN117363981A - 一种560MPa级海洋工程用高强耐蚀钢板及其生产方法 - Google Patents

一种560MPa级海洋工程用高强耐蚀钢板及其生产方法 Download PDF

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CN117363981A CN202311302422.XA CN202311302422A CN117363981A CN 117363981 A CN117363981 A CN 117363981A CN 202311302422 A CN202311302422 A CN 202311302422A CN 117363981 A CN117363981 A CN 117363981A
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Abstract

本发明涉及一种一种560MPa级海洋工程用高强耐蚀钢板及其生产方法，钢板的化学成分为C：0.008％～0.020％，Si：0.10％～0.25％，Mn：1.10％～1.60％，P：0.025％～0.035％，S≤0.009％，Nb：0.01％～0.015％，Mo：0.45％～0.55％，Cr：0.90％～1.20％，Ni：2.0％～3.5％，Zr：0.005％～0.01％，Co：0.02％～0.05％，Als：0.075％～0.085％，B：0.0006％～0.002％，N：0.008％～0.012％；其余为Fe以及不可避免的杂质。本发明采用超低碳设计，复合添加Cr、Mo、Ni、Zr、Co等多元合金强化元素，以高P、高Al和加N为基本特点，提高钢板强度及低温韧性的同时，使钢板具有较好的耐蚀性能。

Description

一种560MPa级海洋工程用高强耐蚀钢板及其生产方法
技术领域
本发明涉及海洋工程装备制造用钢生产技术领域，尤其涉及一种560MPa级海洋工程用高强耐蚀钢板及其生产方法。
背景技术
深海和极地蕴藏着人类社会未来发展所需的油气、可燃冰和矿产等战略资源，我国海洋经济发展也正向深远海、极地寒区发展。海洋工程装备制造用钢正处在转型升级和产品结构升级阶段，如深潜器超高强结构用钢和适应极地环境的低温、耐腐蚀钢等。但这些资源开采用装备对钢材的性能要求极高，如要求具有较高的强度、更大的厚度、优良的低温冲击韧性、良好的Z向性能等，同时还要具有较好的耐腐蚀性。现有钢材很难同时满足上述性能要求。
申请号为202011611587.1的中国专利申请公开了“一种690MPa级海洋工程用钢板及其制造方法”，钢板的屈服强度Rp0.2≥690MPa(例如，710-762MPa)，抗拉强度Rm≥750MPa(例如，760-793MPa)，断后伸长率A≥16％(例如，，19％以上，19.0％-23.0％)，断面收缩率Z≥60％(例如，68％以上，68.0％-79.0％)，-40℃的冲击功KV2≥150J，但深海和极地需要更低温的冲击韧性，且其未解决耐腐蚀问题。
申请号为202010557893.5的中国专利申请公开了“一种焊接性优良的550MPa级耐候钢板及其制造方法”，采用优化TMCP工艺，钢板的屈服强度≥460MPa、抗拉强度≥570MPa、-40℃的夏比冲击功(单个值)≥120J，-40℃冲击韧性KV2≥100J，焊接热影响区(HAZ)-40℃Akv≥100J。但其钢板的强度偏低，低温韧性只有-40℃，且未解决耐腐蚀问题。
申请号为202110729039.7的中国专利申请公开了“一种小压缩比高均质低屈强比500MPa级高强钢及其制造方法”，钢板屈服强度达到500MPa以上，抗拉强度达到600MPa以上，屈强比不大于0.85，心部晶粒度达到6.5级以上，产品具有低屈比、高均质性、高强韧性等特性。但其实施例的性能指标只涉及-20℃冲击韧性，未涉及耐腐蚀性问题。
申请号为202010129784.3的中国专利申请公开了“一种大线能量焊接EH550MPa级调质海工钢及其制造方法”，所述调质海工钢的屈服强度≥550MPa、抗拉强度≥670MPa，母材-40℃冲击功(单个值)≥180J，但深海和极地需要更低温的冲击韧性，且其未解决耐腐蚀问题。
申请号为CN201410036368.3的中国专利申请公开了“一种耐南海海洋环境用耐蚀钢板及其生产工艺”，生产工艺包括转炉冶炼工序、LF精炼工序、真空脱气工序、连铸工序、控轧控冷工序等，其钢板的组织类型理论上为单相多边形铁素体精细组织(平均晶粒尺寸10.17μm)，在工业实际生产中不可避免的含有极少量的珠光体组织，相比常规船体结构钢EH36，其耐海洋环境(海洋大气、潮差、全浸等)腐蚀性能提高50％以上，并且具有良好的强韧性匹配及焊接性能。但该耐蚀钢板的强度较低，低温韧性不足。
发明内容
本发明提供了一种560MPa级海洋工程用高强耐蚀钢板及其生产方法，采用超低碳设计，复合添加Cr、Mo、Ni、Zr、Co等多元合金强化元素，以高P、高Al和加N为基本特点，提高钢板强度及低温韧性的同时，使钢板具有较好的耐蚀性能；解决了深海和极地用钢板强度偏低、低温冲击韧性差、耐腐蚀性能不足以及钢板厚度规格偏小的问题。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种560MPa级海洋工程用高强耐蚀钢板，钢板的化学成分按重量百分比计为C：0.008％～0.020％，Si：0.10％～0.25％，Mn：1.10％～1.60％，P：0.025％～0.035％，S≤0.009％，Nb：0.01％～0.015％，Mo：0.45％～0.55％，Cr：0.90％～1.20％，Ni：2.0％～3.5％，Zr：0.005％～0.01％，Co：0.02％～0.05％，Als：0.075％～0.085％，B：0.0006％～0.002％，N：0.008％～0.012％；其中，Mn+145Nb≥2.5％，Als/N≥6.5，Als+Si≥0.20％，Cr+12Co≥1.15％，B+Zr≥0.005％，0.040≥P/Cr≥0.025；其余为Fe以及不可避免的杂质。
进一步的，成品钢板的最大厚度为120mm，且Z向性能≥35％。
进一步的，成品钢板的屈服强度为560～640MPa，延伸率≥20％，-80℃冲击功≥150J。
进一步的，成品钢板的耐海洋大气腐蚀速率小于0.085mm/a，腐蚀疲劳强度≥250MPa。
一种560MPa级海洋工程用高强耐蚀钢板的生产方法，包括如下工艺过程：
(1)钢水冶炼；
(2)连铸；连铸中间包过热度控制在20～30℃；连铸全程保护浇注，连铸坯拉坯速度＜0.9m/min，二冷水比水量为0.80～0.90m3/t，连铸坯等轴晶比例＞20.0％；连铸过程采用轻压下，压下量为6.0～10.0mm；
(3)连铸坯冷却；采用快速冷却，开冷温度为950～980℃，冷却速度为8.0～9.0℃/s，冷却至680～720℃后进入缓冷坑缓冷，以20.0～45.0℃/h的冷却速度冷却至150℃以下；
(4)连铸坯加热；采用分段加热工艺；连铸坯在炉温600～700℃时入炉，保温1.5h以上；900℃以下为低温段，采用慢速加热工艺，加热速度控制在4～6℃/min，加热至900℃；900℃以上为高温段，采用快速升温+短时保温工艺，以8～12℃/min的加热速度加热至1150℃～1180℃，保温2.0～4.0h；
(5)轧制；采用三阶段轧制；第一阶段轧制采用高温慢轧+大压下量工艺，轧制速度为1.0～2.0m/s；道次压下率为12％～20％；第一阶段轧制的终轧温度为1000～1080℃；第二阶段轧制的开轧温度为920～940℃，第二阶段轧制的终轧温度为820～840℃；第三阶段轧制的开轧温度为760～800℃，轧制速度为1.0～2.0m/s，道次压下率为12％～15％，第三阶段轧制的终轧温度为720～740℃；
(6)轧后钢板冷却；采用超快冷+层流冷却的工艺；超快冷时冷却速度为20.0～25.0℃/s，冷却至250～350℃后进入层流冷却；层流冷却时的冷却速度为5.0～15.0℃/s，钢板返红温度＜100℃；
(7)钢板回火处理；回火温度为600～650℃，在炉时间为2.0～4.0min/mm。
进一步的，所述步骤(1)钢水冶炼的具体过程如下：
1)转炉冶炼时调整C、Si、Mn、P、S的含量至设定范围内，并添加其它合金成分进行熔炼；
2)钢水精炼时调整其它合金成分含量至设定范围内；
3)精炼后的钢水进行RH处理，RH处理时间≥40min，RH处理时全程吹氮，控制钢中[H]≤1.0ppm，[O]≤20ppm；
4)RH处理结束前12～18min时加入Zr和B元素，且加入量为目标含量的1.1～1.3倍。
进一步的，所述步骤(5)中，连铸坯出炉经除鳞后直接进行轧制；第一阶段轧制过程中，每道次轧制后采用轧机冷却水对钢坯进行冷却，冷却时间为5～8s。
进一步的，所述步骤(5)中，第一阶段轧制后的待温坯料厚度为1.5～3.0倍成品钢板厚度，并对待温坯料进行喷水冷却，冷却速度为6.0～8.0℃/s，冷却至第二阶段轧制开轧温度以上10～20℃；第二阶段轧制后的待温坯料厚度为1.2～1.6倍成品钢板厚度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)采用超低碳设计，添加Al、P、Ni、Cr、Mo、Zr、Co等合金元素，提高钢的强度、低温韧性及耐腐蚀性能；
2)控制连铸工艺过程，减少偏析对钢板疲劳性能和低温性能的影响；加热过程采用低内应力控制的分段加热工艺，轧制过程采用一阶段“高温慢轧+大压下”、二阶段再结晶区轧制、三阶段低温轧制的工艺，配合后续的UCC+ACC+回火工艺；依靠位错强化、固溶强化和第二相强化保障钢板的强度；依靠晶粒细化保障钢板良好的低温韧性；依靠Cr、Ni、Zr、Co等元素形成的温度氧化物保障钢板具有良好的抗海水腐蚀性能；
3)所生产的钢板具有较好的综合力学性能，屈服强度560～640MPa、延伸率≥20％、-80℃冲击功大于等于150J；
4)所生产的钢板具有较好的耐蚀性能，其耐海洋大气腐蚀速率小于0.085mm/a，腐蚀疲劳强度≥250MPa；
5)所生产的钢板厚度规格范围大，最大厚度可达到120mm，且Z向性能大于等于35％。
具体实施方式
本发明所述一种560MPa级海洋工程用高强耐蚀钢板，钢板的化学成分按重量百分比计为C：0.008％～0.020％，Si：0.10％～0.25％，Mn：1.10％～1.60％，P：0.025％～0.035％，S≤0.009％，Nb：0.01％～0.015％，Mo：0.45％～0.55％，Cr：0.90％～1.20％，Ni：2.0％～3.5％，Zr：0.005％～0.01％，Co：0.02％～0.05％，Als：0.075％～0.085％，B：0.0006％～0.002％，N：0.008％～0.012％；其中，Mn+145Nb≥2.5％，Als/N≥6.5，Als+Si≥0.20％，Cr+12Co≥1.15％，B+Zr≥0.005％，0.040≥P/Cr≥0.025；其余为Fe以及不可避免的杂质。
进一步的，成品钢板的最大厚度为120mm，且Z向性能≥35％。
进一步的，成品钢板的屈服强度为560～640MPa，延伸率≥20％，-80℃冲击功≥150J。
进一步的，成品钢板的耐海洋大气腐蚀速率小于0.085mm/a，腐蚀疲劳强度≥250MPa。
本发明所述一种560MPa级海洋工程用高强耐蚀钢板的生产方法，包括如下工艺过程：
(1)钢水冶炼；
(2)连铸；连铸中间包过热度控制在20～30℃；连铸全程保护浇注，连铸坯拉坯速度＜0.9m/min，二冷水比水量为0.80～0.90m3/t，连铸坯等轴晶比例＞20.0％；连铸过程采用轻压下，压下量为6.0～10.0mm；
(3)连铸坯冷却；采用快速冷却，开冷温度为950～980℃，冷却速度为8.0～9.0℃/s，冷却至680～720℃后进入缓冷坑缓冷，以20.0～45.0℃/h的冷却速度冷却至150℃以下；
(4)连铸坯加热；采用分段加热工艺；连铸坯在炉温600～700℃时入炉，保温1.5h以上；900℃以下为低温段，采用慢速加热工艺，加热速度控制在4～6℃/min，加热至900℃；900℃以上为高温段，采用快速升温+短时保温工艺，以8～12℃/min的加热速度加热至1150℃～1180℃，保温2.0～4.0h；
(5)轧制；采用三阶段轧制；第一阶段轧制采用高温慢轧+大压下量工艺，轧制速度为1.0～2.0m/s；道次压下率为12％～20％；第一阶段轧制的终轧温度为1000～1080℃；第二阶段轧制的开轧温度为920～940℃，第二阶段轧制的终轧温度为820～840℃；第三阶段轧制的开轧温度为760～800℃，轧制速度为1.0～2.0m/s，道次压下率为12％～15％，第三阶段轧制的终轧温度为720～740℃；
(6)轧后钢板冷却；采用超快冷+层流冷却的工艺；超快冷时冷却速度为20.0～25.0℃/s，冷却至250～350℃后进入层流冷却；层流冷却时的冷却速度为5.0～15.0℃/s，钢板返红温度＜100℃；
(7)钢板回火处理；回火温度为600～650℃，在炉时间为2.0～4.0min/mm。
进一步的，所述步骤(1)钢水冶炼的具体过程如下：
1)转炉冶炼时调整C、Si、Mn、P、S的含量至设定范围内，并添加其它合金成分进行熔炼；
2)钢水精炼时调整其它合金成分含量至设定范围内；
3)精炼后的钢水进行RH处理，RH处理时间≥40min，RH处理时全程吹氮，控制钢中[H]≤1.0ppm，[O]≤20ppm；
4)RH处理结束前12～18min时加入Zr和B元素，且加入量为目标含量的1.1～1.3倍。
进一步的，所述步骤(5)中，连铸坯出炉经除鳞后直接进行轧制；第一阶段轧制过程中，每道次轧制后采用轧机冷却水对钢坯进行冷却，冷却时间为5～8s。
进一步的，所述步骤(5)中，第一阶段轧制后的待温坯料厚度为1.5～3.0倍成品钢板厚度，并对待温坯料进行喷水冷却，冷却速度为6.0～8.0℃/s，冷却至第二阶段轧制开轧温度以上10～20℃；第二阶段轧制后的待温坯料厚度为1.2～1.6倍成品钢板厚度。
本发明所述一种560MPa级海洋工程用高强耐蚀钢板中各化学成分及含量选择、各元素的作用如下：
C：碳是最为有效的淬硬性元素，能够有效提高淬火态钢板的硬度，是提高调质钢板强度最有效的合金元素；碳与铬、钼、锆属于中强碳化物形成元素，既能形成合金渗碳体，如(Fe·Cr)3C等，又能形成各自的特殊碳化物，如Cr7C3、Cr23C6、CoC、ZrC等，这些碳化物的熔点、硬度、耐磨性以及稳定性都比Fe3C高，可有效提高钢板的强度。但从改善超高强钢板的塑性、韧性与耐蚀性角度，钢中C含量应尽量控制得低一些，因此本发明C含量控制在0.008％～0.020％。
Si：硅是炼钢脱氧的必要元素，用铝脱氧时加一定量的硅能显著提高铝的脱氧能力；Si可以通过固溶强化作用提高钢板的强度；一定的Si含量可有效提高钢材耐海洋腐蚀性能；Si有助于锈层中形成更多的超顺磁性的α-FeOOH相，在形成α-FeOOH的过程中FeO6发生扭曲，在不同Cl离子环境下干/湿交替的环境有优秀的耐蚀性，并且能够细化α-FeOOH的尺寸，故一定的Si含量可有效提高钢材耐海洋腐蚀性能。本发明Si含量控制在0.10％～0.25％。
Mn：锰是提高强度和韧性的主要元素，且成本十分低廉，是钢中的主要添加元素；当C含量较低时，较高的Mn含量可有效提高钢的淬透性，并通过组织细化以及促进贝氏体转变进而提高钢板的强度；但Mn含量过高可能恶化中心偏析，使钢的热导率急剧下降、线胀系数上升，在快速加热或冷却时形成较大内应力，使工件开裂倾向增大。故本发明Mn含量控制在1.10％～1.60％。
P：磷溶于铁素体，在钢中起固溶强化和冷作硬化作用，作为合金元素加入低合金结构钢中，能提高钢的强度和耐大气腐蚀性能。因P与铁、氧等形成磷铁氧化物，当P含量大于等于0.02％时可显著提高耐腐蚀性能。但提高钢的强度和硬度的最大害处是导致偏析严重、增加回火脆性，显著降低钢的塑性和韧性，需要添加镍等其他提高钢材韧性的合金元素，故本发明P含量控制在0.025％～0.035％。
S：硫在钢中偏析严重，会恶化钢的质量。硫是夹杂物形成元素，形成FeS、MnS等夹杂从而使钢材的延性降低，且夹杂物附近会成为腐蚀的发源地，不利于钢板的耐腐蚀性能。本发明将S含量控制在小于等于0.009％。
N：氮和碳一样可固溶于铁，形成间隙式的固溶体，氮扩大钢的奥氏体相区，是一种很强的形成和稳定奥氏体的元素，其效力约为镍的20倍，在一定限度内可代替一部分镍用于钢中；渗入钢表面的氮与铬、铝、钒、钛等元素可化合成极稳定的氮化物，成为表面硬化和强化元素，氮使高铬和高铬镍钢的组织致密坚实，可显著提升钢的强度和耐蚀性。但是钢中残留氮量过高会导致宏观组织疏松或气孔，故含氮钢中需加入一定的Al(控制Als/N≥6.5％)，形成稳定的AlN，以避免在凝固时氮逸出形成气孔等缺陷。故本发明中N含量控制在0.008％～0.012％。
Al：铝主要用于脱氧和细化晶粒，铝与氮或氧生成有效的细小弥散物而抑制钢加热时的晶粒长大，在钢冷却时对奥氏体分解起促进作用改善钢的淬透性，还成为再结晶的形核质点，促进铁素体形核并细化晶粒。AlN本身在加热时具有高稳定性，因而可提高钢的热稳定性，有利于减弱钢的过热倾向，并可改善钢的抗氧化性；铝通过氮的较低温扩散(氮化)而生成有效的表面硬化层，提高钢的抗氧化性和耐蚀性；用铝脱氧时酌情加一定量的硅，能显著提高铝的脱氧性(控制Als+Si≥0.20％)；但如果铝用量过多，会使钢产生反常组织并会促进钢的石墨化倾向。故本发明将Als含量控制在0.075％～0.085％。
Nb：Nb和Mn的复合添加(控制Mn+145Nb≥2.5％)可有效抑制轧制过程中奥氏体的回复、再结晶等过程，一方面可提高奥氏体再结晶温度，进而提高轧制温度，减轻轧制机组负荷；另一方面可有效细化钢板的相转变组织，进而能够同时提高强度和低温冲击韧性；Nb可以防止氧化介质对钢的晶间腐蚀。本发明将Nb含量控制在0.01％～0.015％。
Mo：钼对铁素体有固溶强化作用，能提高钢热强性，抗氢侵蚀的作用，提高钢的淬透性，使较大断面的零件淬深、淬透，提高钢的抗回火性或回火稳定性，使零件可以在较高温度下回火，从而更有效地消除(或降低)残余应力，提高塑性。钼的碳化物稳定，并可阻止其它碳化物析出，故细化晶粒的作用强，可降低钢的过热倾向性，提高强度、硬度、热稳定性，提高珠光体耐热钢的热强性。钼可提高含Cr、Ni钢的抗晶间腐蚀能力。但钼加入过度会使钢发生石墨化倾向，使钢材脆化，强度和塑性降低、韧性恶化，故本发明将Mo含量控制在0.45％～0.55％。
Cr：铬能提高钢材的强度和硬度，降低伸长率和断面收缩率。铬在调质结构钢中的主要作用是提高淬透性，使钢经淬火回火后具有较好的综合力学性能，还可以形成含铬的碳化物，从而提高材料表面的耐磨性。铬是提高钢的耐腐蚀性能元素，但是单独添加Cr有时会降低耐腐蚀性能，甚至比普通碳钢的耐蚀性还差，Cr和其他耐腐蚀的合金元素如P配合使用，可其耐腐蚀性能显著提高(控制0.040％≥P/Cr≥0.025％)。故本发明将Cr含量控制在0.90％～1.20％。
Ni：镍在钢中能强化铁素体并细化珠光体。由于镍降低珠光体转变温度，使珠光体变细，又由于镍降低共析点的含碳量，其珠光体数量较多。Ni作为奥氏体稳定化元素，降低Ar3点温度，细化马氏体/贝氏体结构尺寸，因此Ni具有同时提高调质钢板强度、延伸率和低温韧性的功能；镍可以提高钢对疲劳的抗力并减小钢对缺口的敏感性；对于高强、超厚调质钢板，一定的Ni含量可以保证钢板具有足够的淬透性、板厚方向性能均匀的同时，确保钢板的强韧性匹配及低温韧性；Ni钢一般不易过热，所以可阻止高温时晶粒的增长，有利于晶粒细化。本发明将Ni含量控制在2.0％～3.5％。
Zr：锆是强碳化物形成元素，可提高钢材强度,加入少量锆还有脱气、净化和细化晶粒作用，有利于钢的低温性能，改善耐腐蚀性能，并可消除时效现象。本发明将Zr含量控制在0.005％～0.01％。
Co:在钢中主要起固溶强化作用，能提高钢的强度和硬度，改善钢的高温性能和抗氧化及耐腐蚀的能力。Co能增加Fe原子之间的相互作用，降低Cr原子形成团簇的临界浓度，进而提高Cr原子团簇稳定性；当Co与Cr原子同时作用于钢中(控制Cr+12Co≥1.15％)，其表面形成平滑的钝化膜，具有高的结构稳定性，可以很好地保护基体，因而具有优异的耐蚀性能。本发明将Co含量控制在0.02％～0.05％。
B:硼对晶界具有强化作用，是由于硼偏集于晶界上，使晶界区域的晶格缺位和空穴减少，晶界自由能降低；硼能使沿晶界的析出物降低，改善晶界状态；加入微量硼、锆或硼+锆(控制B+Zr≥0.005％)能延迟晶界上的裂纹形成过程；添加B元素在确保钢板淬透性的同时，不损害钢板的焊接性、HAZ韧性及板坯表面质量。硼元素通过晶内固溶和晶界偏析的形式改善钢的淬透性。本发明将B含量控制在0.0006％～0.002％。
本发明所述一种560MPa级海洋工程用高强耐蚀钢板的生产过程如下：
1、按照设定成分对钢进行冶炼，具体包括：
1)在转炉冶炼时调整C、Si、Mn、P、S等元素的含量，使其含量至设定范围内，并根据要求添加其它合金成分进行熔炼。
2)将钢水进行精炼，调整其它合金元素含量至设定范围内。
3)将精炼后的钢水进行RH处理，RH处理时间≥40min，RH处理时全程吹氮，控制钢中[H]≤1.0ppm，[O]≤20ppm。
4)在RH处理结束前12～18min时加入Zr和B元素，保证加入量为目标含量的1.1～1.3倍。
2、将经步骤1冶炼后所得钢水铸造成连铸坯，为了控制连铸坯中等轴晶的含量、细化连铸坯晶粒和减少中心偏析，连铸中间包采用低过热度，过热度为20～30℃；连铸全程保护浇注，连铸坯拉坯速度＜0.9m/min，可有效控制铸坯裂纹；二冷水比水量为0.80～0.90m3/t，保证连铸坯等轴晶比例＞20.0％；连铸过程中采用轻压下，压下量为6.0～10.0mm，可有效控制中心疏松缺陷。
3、为了控制连铸坯晶粒度、提高铸坯细晶含量，对连铸坯进行快速冷却；开冷温度为950～980℃，冷却速度为8.0～9.0℃/s，冷却至680～720℃后进入缓冷坑缓冷，为了减少连铸坯的内应力、控制铸坯裂纹，连铸坯以20.0～45.0℃/h的冷却速度冷却至150℃以下。
4、将步骤3所得连铸坯送入加热炉进行加热。加热采用分段加热工艺，在炉温600～700℃时入炉，保温1.5h以上，进一步释放连铸坯的内应力，使连铸坯厚度方向温度均匀。低温段(900℃以下)采用慢速加热工艺，以进一步释放连铸坯冷却过程中的内应力，并减小铸坯在升温过程中形成的热应力，同时使钢中析出相充分回溶，以控制原始奥氏体晶粒的细化；加热速度控制在4～6℃/min，加热至900℃。高温段(900℃以上)采用快速升温、短时保温的工艺，以防止奥氏体晶粒的过分长大；加热速度控制在8～12℃/min，加热至1150℃～1180℃，保温时间2.0～4.0h。
5、将连铸坯经三阶段轧制轧制为成品钢板；第一阶段轧制时，为了充分破碎连铸坯的柱状晶，采用高温慢轧+大压下量工艺。连铸坯出炉经除鳞后直接进行轧制，轧制速度为1.0～2.0m/s，道次压下率12％～20％；第一阶段轧制过程中，每道次轧制后采用轧机冷却水对钢坯进行冷却，冷却时间5～8s，第一阶段轧制的终轧温度为1000～1080℃。第一阶段轧制后的待温坯料厚度为1.5～3.0倍成品钢板厚度，为了抑制中间坯晶粒的长大，对待温坯料采用喷水冷却，冷却速度为6.0～8.0℃/s，冷却至第二阶段轧制开轧温度以上10～20℃。第二阶段轧制的开轧温度为920～940℃，第二阶段轧制的终轧温度为820～840℃，待温坯料厚度为1.2～1.6倍成品钢板厚度。第三阶段轧制的开轧温度为760～800℃，轧制速度为1.0～2.0m/s，道次压下率为12％～15％，第三阶段的终轧温度为720～740℃。
6、轧后钢板采用超快速冷却(UCC)+层流冷却(ACC)的工艺，UCC冷却速度为20.0～25.0℃/s，冷却至250～350℃后采用ACC冷却，ACC冷却速度为5.0～15.0℃/s，钢板返红温度＜100℃，可以保持轧后细小的晶粒，防止晶粒长大。
7、将冷却后的钢板进行回火处理，回火温度600～650℃，在炉时间2.0～4.0min/mm。
以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
【实施例】
各实施例钢中化学成分如表1所示,连铸工艺参数如表2所示，加热工艺参数如表3所示，第一阶段轧制工艺参数如表4所示，第二、三阶段轧制工艺参数如表5所示，冷却工艺参数如表6所示，成品钢板性能如表7所示。
表1钢中化学成分，Wt％(除比值外)
实施例 C Si Mn P S Nb Als Mo Cr Ni
1 0.02 0.2 1.6 0.026 0.009 0.01 0.076 0.46 0.91 2.1
2 0.01 0.21 1.5 0.026 0.006 0.014 0.084 0.47 0.92 3.4
3 0.015 0.13 1.1 0.028 0.005 0.013 0.08 0.48 0.91 3.2
4 0.008 0.24 1.2 0.032 0.005 0.014 0.077 0.46 1.18 2.5
5 0.009 0.22 1.2 0.032 0.005 0.012 0.082 0.46 0.98 2.9
6 0.012 0.18 1.45 0.027 0.005 0.012 0.079 0.46 0.92 2.6
7 0.011 0.12 1.3 0.029 0.007 0.014 0.081 0.49 0.95 3.4
8 0.008 0.14 1.55 0.03 0.006 0.013 0.084 0.54 0.96 2.2
9 0.018 0.24 1.25 0.034 0.008 0.011 0.083 0.53 0.99 2.7
10 0.013 0.19 1.4 0.031 0.006 0.014 0.078 0.51 0.93 2.5
实施例 Zr Co B N Cr+12Co B+Zr Mn+145Nb Als/N ALs+Si P/Cr
1 0.005 0.03 0.0006 0.008 1.27 0.0056 3.05 9.5 0.28 0.029
2 0.01 0.04 0.001 0.012 1.40 0.011 3.53 7.0 0.29 0.028
3 0.005 0.04 0.0008 0.011 1.39 0.0058 2.99 7.3 0.21 0.031
4 0.009 0.05 0.0008 0.009 1.78 0.0098 3.23 8.6 0.32 0.029
5 0.008 0.05 0.0006 0.009 1.58 0.0086 2.94 9.1 0.30 0.033
6 0.006 0.02 0.0009 0.0086 1.16 0.0069 3.19 9.2 0.26 0.029
7 0.007 0.03 0.0008 0.0092 1.31 0.0078 3.33 8.8 0.20 0.031
8 0.007 0.03 0.0008 0.011 1.32 0.0078 3.44 7.6 0.22 0.031
9 0.005 0.03 0.0008 0.0088 1.35 0.0058 2.85 9.4 0.32 0.034
10 0.009 0.04 0.0007 0.0093 1.41 0.0097 3.43 8.4 0.27 0.033
表2连铸工艺参数
表3加热工艺参数
表4第一阶段轧制工艺参数
表5第二、三阶段轧制工艺参数
表6冷却工艺参数
表7成品钢板性能
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种560MPa级海洋工程用高强耐蚀钢板，其特征在于，钢板的化学成分按重量百分比计为C：0.008％～0.020％，Si：0.10％～0.25％，Mn：1.10％～1.60％，P：0.025％～0.035％，S≤0.009％，Nb：0.01％～0.015％，Mo：0.45％～0.55％，Cr：0.90％～1.20％，Ni：2.0％～3.5％，Zr：0.005％～0.01％，Co：0.02％～0.05％，Als：0.075％～0.085％，B：0.0006％～0.002％，N：0.008％～0.012％；其中，Mn+145Nb≥2.5％，Als/N≥6.5，Als+Si≥0.20％，Cr+12Co≥1.15％，B+Zr≥0.005％，0.040≥P/Cr≥0.025；其余为Fe以及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种560MPa级海洋工程用高强耐蚀钢板，其特征在于，成品钢板的最大厚度为120mm，且Z向性能≥35％。
3.根据权利要求1所述的一种560MPa级海洋工程用高强耐蚀钢板，其特征在于，成品钢板的屈服强度为560～640MPa，延伸率≥20％，-80℃冲击功≥150J。
4.根据权利要求1所述的一种560MPa级海洋工程用高强耐蚀钢板，其特征在于，成品钢板的耐海洋大气腐蚀速率小于0.085mm/a，腐蚀疲劳强度≥250MPa。
5.如权利要求1～4任意一种所述560MPa级海洋工程用高强耐蚀钢板的生产方法，其特征在于，包括如下工艺过程：
(1)钢水冶炼；
(2)连铸；连铸中间包过热度控制在20～30℃；连铸全程保护浇注，连铸坯拉坯速度＜0.9m/min，二冷水比水量为0.80～0.90m3/t，连铸坯等轴晶比例＞20.0％；连铸过程采用轻压下，压下量为6.0～10.0mm；
(3)连铸坯冷却；采用快速冷却，开冷温度为950～980℃，冷却速度为8.0～9.0℃/s，冷却至680～720℃后进入缓冷坑缓冷，以20.0～45.0℃/h的冷却速度冷却至150℃以下；
(4)连铸坯加热；采用分段加热工艺；连铸坯在炉温600～700℃时入炉，保温1.5h以上；900℃以下为低温段，采用慢速加热工艺，加热速度控制在4～6℃/min，加热至900℃；900℃以上为高温段，采用快速升温+短时保温工艺，以8～12℃/min的加热速度加热至1150℃～1180℃，保温2.0～4.0h；
(5)轧制；采用三阶段轧制；第一阶段轧制采用高温慢轧+大压下量工艺，轧制速度为1.0～2.0m/s；道次压下率为12％～20％；第一阶段轧制的终轧温度为1000～1080℃；第二阶段轧制的开轧温度为920～940℃，第二阶段轧制的终轧温度为820～840℃；第三阶段轧制的开轧温度为760～800℃，轧制速度为1.0～2.0m/s，道次压下率为12％～15％，第三阶段轧制的终轧温度为720～740℃；
(6)轧后钢板冷却；采用超快冷+层流冷却的工艺；超快冷时冷却速度为20.0～25.0℃/s，冷却至250～350℃后进入层流冷却；层流冷却时的冷却速度为5.0～15.0℃/s，钢板返红温度＜100℃；
(7)钢板回火处理；回火温度为600～650℃，在炉时间为2.0～4.0min/mm。
6.根据权利要求5所述一种560MPa级海洋工程用高强耐蚀钢板的生产方法，其特征在于，所述步骤(1)钢水冶炼的具体过程如下：
1)转炉冶炼时调整C、Si、Mn、P、S的含量至设定范围内，并添加其它合金成分进行熔炼；
2)钢水精炼时调整其它合金成分含量至设定范围内；
3)精炼后的钢水进行RH处理，RH处理时间≥40min，RH处理时全程吹氮，控制钢中[H]≤1.0ppm，[O]≤20ppm；
4)RH处理结束前12～18min时加入Zr和B元素，且加入量为目标含量的1.1～1.3倍。
7.根据权利要求5所述一种560MPa级海洋工程用高强耐蚀钢板的生产方法，其特征在于，所述步骤(5)中，连铸坯出炉经除鳞后直接进行轧制；第一阶段轧制过程中，每道次轧制后采用轧机冷却水对钢坯进行冷却，冷却时间为5～8s。
8.根据权利要求5所述一种560MPa级海洋工程用高强耐蚀钢板的生产方法，其特征在于，所述步骤(5)中，第一阶段轧制后的待温坯料厚度为1.5～3.0倍成品钢板厚度，并对待温坯料进行喷水冷却，冷却速度为6.0～8.0℃/s，冷却至第二阶段轧制开轧温度以上10～20℃；第二阶段轧制后的待温坯料厚度为1.2～1.6倍成品钢板厚度。
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