本發(fā)明屬于超高強(qiáng)度海工鋼熱處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種F級(jí)超高強(qiáng)海洋工程用特厚板的淬火工藝。
背景技術(shù)：
超高強(qiáng)海洋工程用鋼一般用于建造海洋平臺(tái)、石油鉆井平臺(tái)、自升式海洋平臺(tái)樁腿等大型海洋鋼結(jié)構(gòu)件，必須具有高強(qiáng)度、高韌性、抗疲勞、抗層狀撕裂、良好的焊接性、耐海水腐蝕以及良好的冷加工性等性能。超高強(qiáng)海洋工程用特厚板一般采用調(diào)質(zhì)狀態(tài)交貨，保證高強(qiáng)度和優(yōu)異低溫性能。
調(diào)質(zhì)態(tài)交貨的超高強(qiáng)海洋工程用鋼，尤其是厚度在100mm以上的特厚鋼板，通常存在由于心部冷速降低，導(dǎo)致心部淬透性差，而生成貝氏體甚至珠光體組織引起強(qiáng)度降低、韌性惡化的問(wèn)題。在傳統(tǒng)的淬火工藝下，為了提高心部冷速常采用大水量淬火工藝，提高過(guò)冷度和冷速，但是采用這種方式提高心部冷速的能力是極其有限的。同時(shí)，若盲目增大淬火水量，提高過(guò)冷度和冷速，雖然可實(shí)現(xiàn)特厚板1/4位置和心部強(qiáng)韌性匹配，卻會(huì)出現(xiàn)鋼板表面沖擊韌性反常降低的情況，難以滿足F級(jí)超高強(qiáng)海洋工程用特厚板的要求。例如現(xiàn)有文獻(xiàn)（Ni-Cr-Mo-B超厚鋼板表面低碳回火馬氏體組織的韌性研究，金屬學(xué)報(bào)，2012、海洋工程用低合金高強(qiáng)度超厚鋼板的淬透性與強(qiáng)韌性研究，博士論文，2013、等）指出。
在較大的水量下，若淬火水冷工藝設(shè)置不合理，鋼板表面冷卻速度不均勻而引起組織不均勻會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的板形問(wèn)題如瓢曲和扣翹等，甚至出現(xiàn)卡鋼等生產(chǎn)事故， 嚴(yán)重影響鋼板質(zhì)量和使用性能。
現(xiàn)有專利（CN103333996A）一種超高強(qiáng)度海工鋼E690特厚鋼板的淬火工藝，提高板形合格率達(dá)到95%以上，但是該方法僅適用于厚度為80mm以上的E690，不能滿足F級(jí)的要求。
現(xiàn)有專利（CN102061373A）一種提高高強(qiáng)度特厚板力學(xué)性能的熱處理工藝，改善正火高強(qiáng)度特厚板的力學(xué)性能、提高特厚板正火的合格率,但是該熱處理方式屬于正火，與本發(fā)明涉及的F級(jí)超高強(qiáng)海洋工程用特厚板的淬火工藝無(wú)關(guān)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：如何有效提高F級(jí)超高強(qiáng)度海洋工程用特厚板的心部淬透性、沿板厚方向的組織均勻性，保證鋼板強(qiáng)度和低溫沖擊韌性，避免采用傳統(tǒng)淬火工藝引起的表面晶粒粗化和瓢曲、扣翹等板形問(wèn)題。
本發(fā)明解決以上技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是：
一種F級(jí)超高強(qiáng)海洋工程用特厚板的淬火工藝，淬火溫度為Ac3+(10-50)℃，其中Ac3為亞共析鋼加熱時(shí)，鐵素體完全轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的溫度；淬火速度為0.035-0.050m/s，淬火后溫度≤50℃，淬火冷速為20-35℃/s，淬火總水量為15000-18000m3/h，水比為1.10-1.35；淬火冷卻水高壓段為2組縫隙噴嘴加5組高密?chē)娮?，冷卻水壓力為0.7-0.8MPa，淬火冷卻水低壓段為12組高密?chē)娮?，冷卻水壓力為0.3-0.4MPa。
本發(fā)明淬火工藝所起的作用是：采用高壓段加低壓段冷卻，高壓段打破鋼板表面氣膜，迅速降低表面溫度，低壓段減小表面過(guò)冷度，同時(shí)帶走心部熱量，持續(xù)降溫。嚴(yán)格控制水比和水嘴分布，保證鋼板上下表面、板寬方向以及沿鋼板軋制方向的冷卻均勻性。通過(guò)提高淬火總水量和降低淬火速度增加擺動(dòng)次數(shù)，提高冷卻能力；可有效提高F級(jí)超高強(qiáng)度海洋工程用特厚板的心部淬透性、沿板厚方向的組織均勻性，保證鋼板強(qiáng)度和低溫沖擊韌性，避免采用傳統(tǒng)淬火工藝引起的表面晶粒粗化和瓢曲、扣翹等板形問(wèn)題。
本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是：
前述的F級(jí)超高強(qiáng)海洋工程用特厚板的淬火工藝，淬火工藝采用擺動(dòng)方式通過(guò)，鋼板擺動(dòng)次數(shù)為（3-5）次。
前述的F級(jí)超高強(qiáng)海洋工程用特厚板的淬火工藝，F(xiàn)級(jí)海洋工程用特厚鋼板屈服強(qiáng)度為≥（460-690）MPa，厚度規(guī)格為（100-120）mm。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的F級(jí)超高強(qiáng)海洋工程用特厚鋼板的淬火水冷控制工藝，通過(guò)控制淬火溫度、淬火速度、淬火總水量、淬火水比、淬火冷卻水噴嘴和水壓等，可有效提高F級(jí)超高強(qiáng)度海洋工程用特厚板的心部淬透性、沿板厚方向的組織均勻性，保證鋼板強(qiáng)度和低溫沖擊韌性，避免采用傳統(tǒng)淬火工藝引起的表面晶粒粗化和瓢曲、扣翹等板形問(wèn)題。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
本實(shí)施例是一種F級(jí)超高強(qiáng)海洋工程用特厚鋼板的淬火水冷控制工藝，采用的F級(jí)海洋工程用特厚板F460，板厚100mm，是采用320mm厚鑄坯軋制而成。
采用淬火水冷控制工藝：淬火溫度為（Ac3+50）℃（其中Ac3為亞共析鋼加熱時(shí)，鐵素體完全轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的溫度），淬火速度為0.050m/s，淬火后溫度≤50℃，淬火冷速為20℃，淬火總水量為15000m3/h，水比為1.35，淬火冷卻水高壓段為2組縫隙噴嘴加5組高密?chē)娮?，冷卻水壓力為0.8MPa，低壓段段為12組高密?chē)娮炖鋮s水壓力為0.3MPa。采用擺動(dòng)方式通過(guò)，鋼板擺動(dòng)次數(shù)為3次。本實(shí)施例所制造的100mm F460強(qiáng)度、韌性、塑性均滿足船級(jí)社和GB 712-2011的要求，同時(shí)鋼板表面和心部沖擊韌性均滿足F級(jí)要求，鋼板不平度為3mm/m。
實(shí)施例2
本實(shí)施例是一種F級(jí)超高強(qiáng)海洋工程用特厚鋼板的淬火水冷控制工藝，采用的F級(jí)海洋工程用特厚板F690，板厚105mm，是采用420mm厚鑄坯軋制而成。
采用淬火水冷控制工藝：淬火溫度為（Ac3+10）℃（其中Ac3為亞共析鋼加熱時(shí)，鐵素體完全轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的溫度），淬火速度為0.035m/s，淬火后溫度≤50℃，淬火冷速為35℃/s，淬火總水量為17500m3/h，水比為1.15，淬火冷卻水高壓段為2組縫隙噴嘴加5組高密?chē)娮欤鋮s水壓力為0.7MPa，低壓段段為12組高密?chē)娮炖鋮s水壓力為0.4MPa。采用擺動(dòng)方式通過(guò)，鋼板擺動(dòng)次數(shù)為4次。本實(shí)施例所制造的105mm F690強(qiáng)度、韌性、塑性均滿足船級(jí)社和GB 712-2011的要求，同時(shí)鋼板表面和心部沖擊韌性均滿足F級(jí)要求，鋼板不平度為3mm/m。
實(shí)施例3
本實(shí)施例是一種F級(jí)超高強(qiáng)海洋工程用特厚鋼板的淬火水冷控制工藝，采用的F級(jí)海洋工程用特厚板F690，板厚120mm，是采用420mm厚鑄坯軋制而成。
采用淬火水冷控制工藝：淬火溫度為（Ac3+30）℃（其中Ac3為亞共析鋼加熱時(shí)，鐵素體完全轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的溫度），淬火速度為0.035m/s，淬火后溫度≤50℃，淬火冷速為30℃/s，淬火總水量為18000m3/h，水比為1.10，淬火冷卻水高壓段為2組縫隙噴嘴加5組高密?chē)娮?，冷卻水壓力為0.8MPa，低壓段段為12組高密?chē)娮炖鋮s水壓力為0.4MPa。采用擺動(dòng)方式通過(guò)，鋼板擺動(dòng)次數(shù)為5次。本實(shí)施例所制造的120mm F690強(qiáng)度、韌性、塑性均滿足船級(jí)社和GB 712-2011的要求，同時(shí)鋼板表面和心部沖擊韌性均滿足F級(jí)要求，鋼板不平度為4mm/m。
由于采用上述技術(shù)方案，本具體實(shí)施方式制造的F級(jí)超高強(qiáng)海洋工程用特厚鋼板，塑性均滿足船級(jí)社和GB 712-2011的要求，同時(shí)鋼板表面和心部沖擊韌性均滿足F級(jí)要求，
除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。