強韌厚鋼板中的Ca含量需要控制為0 <Ca彡0. 0045wt. %。
[0037] 在本發(fā)明的技術(shù)方案中，N、0及Ca均是需要控制的添加元素。
[0038] 本技術(shù)方案中，不可避免的雜質(zhì)主要是P元素，P元素的含量應(yīng)越低越好。
[0039] 除此之外，本發(fā)明的具有優(yōu)異低溫沖擊韌性的低屈強比高強韌厚鋼板中的Ni元 素和Mn元素還需要滿足：Ni+Mn彡5. 5wt. %。
[0040] 為了保證鋼板在回火后形成逆轉(zhuǎn)奧氏體，有效地拉開屈服強度和抗拉強度之間的 差距，降低屈強比，需要對鋼板中的Ni和Mn的總量進(jìn)行限定。Ni和Mn均會擴大奧氏體相 區(qū)，令所獲得奧氏體的回火溫度降低。Mn對鋼板強度的貢獻(xiàn)高于Ni對鋼板強度的貢獻(xiàn)。綜 合考量厚鋼板的力學(xué)性能需要具備超低屈強比且較高強韌性的情況下，上述Ni和Mn元素 除了需要符合各自的成分限定要求之外，Ni和Mn的總量還需要達(dá)到5. 5wt. %以上。
[0041] 進(jìn)一步地，在本發(fā)明所述的具有優(yōu)異低溫沖擊韌性的低屈強比高強韌厚鋼板中，Ti和N還需要滿足：Ti/N彡3. 0。
[0042] Ti和N合金元素需要滿足以下條件：Ti/N彡3. 0的原因在于：Ti和N會在液相中 析出，形成方型TiN。當(dāng)TiN顆粒過大時，就會影響鋼板的疲勞性能，當(dāng)TiN含量較少時，則 對奧氏體晶粒長大的抑制作用不明顯。
[0043] 進(jìn)一步地，在本發(fā)明所述的具有優(yōu)異低溫沖擊韌性的低屈強比高強韌厚鋼板中， Ca和S還需要滿足：1. 2彡Ca/S彡3. 5。
[0044] 通常Ca含量需要根據(jù)ESSP=(Cawt% 24(0wt% )]/l. 25(Swt% )來 控制，其中ESSP為硫化物夾雜形狀控制指數(shù)，取值范圍0. 5~5之間為宜。對于鈣硫比需 要對其進(jìn)行控制，就本發(fā)明的技術(shù)方案來說，Ca和S元素應(yīng)滿足：1. 2 <Ca/S< 3. 5。
[0045] 進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的具有優(yōu)異低溫沖擊韌性的低屈強比高強韌厚鋼板還具有 0? 01~0? 10wt. %的V和0? 50~1.OOwt. %的Cu的至少其中之一。
[0046] 加入鋼中的V可以通過固溶強化和MC型碳化物的析出強化效果來提高鋼板的強 韌性。然而，當(dāng)V元素含量過高時，MC型碳化物會在熱處理過程中發(fā)生粗化，影響低溫韌性。 為了保證鋼板的力學(xué)性能，需要將本發(fā)明的具有優(yōu)異低溫沖擊韌性的低屈強比高強韌厚鋼 板中的V元素的含量控制為〇?oiwt. %彡V彡0? 10wt. %。
[0047] 加入鋼中的Cu在冷卻和回火過程中會形成細(xì)小的e-Cu，抑制位錯運動，從而 提高鋼板的強度，同時，加入鋼中的Cu又不影響鋼板的韌性。但是，Cu加入鋼中，因其熔 點約為1083°C，為了避免加熱過程中Cu溶解進(jìn)入晶界，需要將Cu的含量控制為0. 50~ 1.OOwt. %〇
[0048] 更進(jìn)一步地，在具有V元素的情況下，本發(fā)明所述的具有優(yōu)異低溫沖擊韌性的低 屈強比高強韌厚鋼板中的C、Nb和V還滿足：0. 45*C彡Nb+V彡1. 55*C( 表示"乘以"）。
[0049]Nb和V會在冷卻和回火過程中形成碳化物。如果C含量過高，則會形成粗大的Nb 和V的碳化物，由此會明顯惡化鋼板在-84°C時的低溫沖擊韌性。如果C含量過低，則形成 的彌散的碳化物較少，會降低鋼板的強度。Nb對抑制鋼板再結(jié)晶，降低厚度，提高鋼板力學(xué) 性能有影響。綜合考慮Nb和V對剛鋼板強韌性的影響，C和Nb、V之間的關(guān)系需要滿足： 0. 45*C彡Nb+V彡1. 55*C，以保證鋼板的強韌性匹配。
[0050] 更進(jìn)一步地，在具有Cu元素的情況下，本發(fā)明所述的具有優(yōu)異低溫沖擊韌性的低 屈強比高強韌厚鋼板中的Ni、Mn和Cu還滿足：Ni彡1. 45 (Mn+Cu)。
[0051]Cu的熔點約為1083°C，鋼中的Cu在加熱時是可能會熔化，從而導(dǎo)致鋼板表面質(zhì)量 變差、內(nèi)裂等問題。為了避免Cu對鋼板質(zhì)量的影響，需要添加一定含量的Ni。Mn含量過高 會形成粗大的MnS顆粒，降低鋼板的低溫韌性。出于提高鋼板低溫韌性的目的，需要添加一 定含量的Ni作為補充。綜合考慮Mn和Cu的作用，以及兩種元素與Ni之間的匹配關(guān)系，需 要保證Ni含量滿足：Ni多1. 45 (Mn+Cu)。
[0052] 本發(fā)明的技術(shù)方案采用高Ni、高M(jìn)n、低C的成分體系，同時，本發(fā)明的技術(shù)方案還 限定了Ni+Mn的總量，C與Nb+V的成分關(guān)系，Ni與Mn+Cu的成分關(guān)系，以及Ti/N比和Ca/S 比，并結(jié)合后序的工藝設(shè)計，用以獲得強韌性、屈強比且超低溫沖擊性優(yōu)異的厚鋼板。
[0053] 進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的具有優(yōu)異低溫沖擊韌性的低屈強比高強韌厚鋼板的微觀 組織具有逆轉(zhuǎn)奧氏體和回火馬氏體。其中，所謂逆轉(zhuǎn)奧氏體是指回火過程中由鐵素體再次 轉(zhuǎn)變生成的奧氏體。
[0054] 不同于現(xiàn)有技術(shù)中通過軟相和硬相結(jié)合的微觀組織來獲得具有較低屈服強度和 較高的抗拉強度的鋼材料，也不同于現(xiàn)有技術(shù)中利用鐵素體和馬氏體雙相鋼以獲得抗拉強 度較高且屈強比較低的鋼板，本發(fā)明的技術(shù)方案通過回火馬氏體和逆轉(zhuǎn)變奧氏體的微觀組 織來獲得具有屈強比低、強度高且低溫韌性良好的鋼板。
[0055] 更進(jìn)一步地，上述逆轉(zhuǎn)奧氏體的相比例為3~10%。
[0056] 進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的具有優(yōu)異低溫沖擊韌性的低屈強比高強韌厚鋼板的厚度 為 5_60mm。
[0057] 本發(fā)明還提供了一種具有優(yōu)異低溫沖擊韌性的低屈強比高強韌厚鋼板的制造方 法，通過該制造方法可以獲得屈強比低、強韌性高且低溫韌性良好的厚鋼板。
[0058] 本發(fā)明所述的具有優(yōu)異低溫沖擊韌性的低屈強比高強韌厚鋼板的制造方法包括 步驟：冶煉、鑄造、加熱、兩階段軋制、淬火、淬火后冷卻和回火。
[0059] 進(jìn)一步地，上述鑄造步驟采用澆鑄工藝，澆鑄溫度為1490~1560°C，澆鑄的過熱 度控制為8~35°C。
[0060] 采用上述澆鑄溫度，并控制一定的過熱度，可以有效地促進(jìn)夾雜物上浮，從而保證 了板坯質(zhì)量。
[0061] 進(jìn)一步地，在上述加熱步驟，控制加熱溫度為1080~1250°C，在板坯中心達(dá)到該 溫度后保持60~300min。
[0062] 加熱步驟主要發(fā)生碳氮化物溶解和奧氏體晶粒長大過程。碳化物形成元素如Nb、 V、Ti、Cr和Mo的碳化物或碳氮化物部分溶解于鋼中，合金元素原子通過擴散固溶在奧氏體 中。在1080~1250°C加熱溫度之間可以實現(xiàn)鋼板的奧氏體化。
[0063] 進(jìn)一步地，在上述兩階段軋制步驟中，控制再結(jié)晶區(qū)軋制單道次壓下率多8%，再 結(jié)晶區(qū)軋制總壓下率多50% ;控制未再結(jié)晶區(qū)軋制單道次壓下率多12%，未再結(jié)晶區(qū)軋制 總壓下率彡50%。
[0064] 加熱后進(jìn)行軋制，在軋制步驟中，部分碳氮化物通過應(yīng)變誘導(dǎo)析出效應(yīng)在缺陷處 形核長大，以細(xì)化最終晶粒，從而提高鋼板力學(xué)性能。加熱后的鋼板采用兩階段軋制技術(shù)， 再結(jié)晶區(qū)軋制單道次壓下率和再結(jié)晶區(qū)軋制總壓下率以及未再結(jié)晶區(qū)軋制單道次壓下率 和未再結(jié)晶區(qū)軋制總壓下率均不存在上限限制，也就是說，在設(shè)備和生產(chǎn)條件允許的情況 下，上述參數(shù)可以在滿足下限限制的情況下盡可能地大。將再結(jié)晶區(qū)軋制單道次壓下率控 制為多8%，再結(jié)晶區(qū)軋制總壓下率控制為多 50%，可以使得奧氏體晶粒發(fā)生充分變形，并 發(fā)生再結(jié)晶，細(xì)化晶粒；控制未再結(jié)晶區(qū)軋制單道次壓下率多12 %，未再結(jié)晶區(qū)軋制總壓 下率多50%，有利于充分提高位錯密度，一方面促進(jìn)Nb、V等在位錯線和零位錯上形成細(xì)小 彌散的析出，另一方面為相變形核提供充分的形核位置。
[0065] 進(jìn)一步地，在上述兩階段軋制步驟中，控制未再結(jié)晶區(qū)軋制的開軋溫度為800~ 860°C，終軋溫度為770~840°C，以有利于提高鋼板的位錯密度，細(xì)化最終組織，形成具有 較高強度和較高韌性的鋼板。
[0066] 更進(jìn)一步地，在上述淬火步驟采取水淬工藝，入水溫度為750~820°C，冷卻速率 為10~150°C/s，終冷溫度為室溫到350°C。
[0067] 在上述淬火步驟中，由于鋼板中的Cr、Mn、Mn、Ni等合金元素的綜合作用，形成了 細(xì)化的馬氏體組織。馬氏體組織中的C元素會導(dǎo)致晶格畸變，大幅度地提高了鋼板的屈服 強度和抗拉強度。
[0068] 更進(jìn)一步地，在上述淬火后冷卻步驟，對于厚度< 30mm的鋼板，采取堆垛冷卻或 冷床冷卻的方式將鋼板冷卻到室溫；對于厚度> 30_的鋼板，采取堆垛冷卻或者保溫緩冷 的方式將鋼板冷卻到室溫。
[0069] 由于本發(fā)明的厚鋼板的厚度范圍為5~60_，因此，優(yōu)選地，對于不同厚度的鋼板 需要采用不同的冷卻方式。
[0070] 更進(jìn)一步地，在上述回火步驟中，控制回火溫度為650~720°C，且在鋼板中心達(dá) 到該回火溫度后，繼續(xù)保溫10~180min。
[0071] 鋼板經(jīng)過冷卻后在指定溫度下完成回火步驟。在回火過程中由于成分中不同合金 元素的作用，發(fā)生了以下系列轉(zhuǎn)變：1)合金元素Ni和Mn有利于奧氏體穩(wěn)定化，回火溫度與