專(zhuān)利名稱(chēng)：一種可大線(xiàn)能量焊接的船體結(jié)構(gòu)用鋼板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于低合金高強(qiáng)鋼技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種可大線(xiàn)能量焊接(線(xiàn)能量大于 100kJ/cm)的船體結(jié)構(gòu)用鋼板及其制造方法。
背景技術(shù)：
全球經(jīng)濟(jì)一體化帶來(lái)全球的海上運(yùn)輸量和能源消費(fèi)量不斷增加，為了提高運(yùn)輸效 率并降低海運(yùn)燃耗，船舶一直向大型化和輕量化發(fā)展，如何進(jìn)一步提高船廠(chǎng)的造船效率是 今后的重大課題。另一方面，在全球范圍內(nèi)對(duì)安全及環(huán)保意識(shí)都不斷高漲，在造船領(lǐng)域鋼鐵 材料領(lǐng)域，除了要滿(mǎn)足高增長(zhǎng)的需求，提高安全性和可靠性的要求也越來(lái)越高。因此，要求 船體結(jié)構(gòu)用鋼板滿(mǎn)足熱影響區(qū)的脆性低、有很好的抗裂紋性能、熱影響區(qū)不軟化、抗疲勞強(qiáng) 度高、抗屈服強(qiáng)度高、有良好的耐腐蝕性能、有良好的加工性能之外更要求焊接效率高，能 適應(yīng)大線(xiàn)能量焊接。 傳統(tǒng)的低合金鋼板進(jìn)行大線(xiàn)能量焊接時(shí)，由于焊接熱循環(huán)的作用，在焊接熱影響 區(qū)晶粒異常長(zhǎng)大，導(dǎo)致韌性急劇下降。另外，對(duì)于傳統(tǒng)的TMCP(形變熱處理)技術(shù)，隨著鋼 板強(qiáng)度的提高和厚度的增加，必須提高碳當(dāng)量(Ceq)，這是焊接性能和焊接熱影響區(qū)韌性惡 化的又一因素。 大線(xiàn)能量焊接低合金高強(qiáng)鋼時(shí)必須考慮焊接熱影響區(qū)的組織轉(zhuǎn)變特點(diǎn)，目前一些 研究涉及大線(xiàn)能量焊接低合金高強(qiáng)鋼及其制造方法，如大線(xiàn)能量焊接低合金高強(qiáng)鋼(申請(qǐng) 號(hào)02115877)、大線(xiàn)能量焊接非調(diào)質(zhì)高韌性低溫鋼及其生產(chǎn)方法(申請(qǐng)?zhí)?1128316)、可大 線(xiàn)能量焊接的超高強(qiáng)度厚鋼板及其制造方法(申請(qǐng)?zhí)?00410017255)等等，可均存在以下 問(wèn)題 1.焊接線(xiàn)能量低，有些只能在50 100kJ/cm。
2.有些必須采用調(diào)質(zhì)工藝生產(chǎn)，工藝復(fù)雜，成本高。
3.有些含有稀土元素，不容易控制。
4.鋼中使用貴重金屬比較多，成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可大線(xiàn)能量焊接的船體結(jié)構(gòu)用鋼板及其制造方法，實(shí) 現(xiàn)了生產(chǎn)成本較低，工藝簡(jiǎn)單，易于控制。能夠滿(mǎn)足高強(qiáng)度、高韌性、良好焊接工藝性能、滿(mǎn) 足大線(xiàn)能量焊接的要求。 本發(fā)明的鋼板的化學(xué)成分Wt % :C 0.02-0. 15 ;Si 0.05-0. 50 ;Mn 0. 50-2. 0 ; NiO. 10-0. 50 ;Nb 0. 01-0. 15 ;V 0. 01-0. 15 ;Ti 0. 01-0. 08 ;N 0. 002-0. 015 ;A1 0. 01-0. 5 ; B 0. 001-0. 005 ;P < 0. 015 ;S < 0. 010 ;其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
本發(fā)明的制造工藝為鐵水預(yù)處理一轉(zhuǎn)爐煉鋼一鋼包脫氧合金化一精煉處理(LF 爐、RH爐、微調(diào)成分等)一板坯澆鑄一板坯緩冷一加熱一一次除鱗一控制軋制一控制冷卻 —矯直一探傷一入庫(kù)；在工藝中控制如下工藝參數(shù)
本發(fā)明的制造工藝為采用轉(zhuǎn)爐將鐵水或鐵水和廢鋼經(jīng)煉鋼后精煉，使用Ti鐵和 Al線(xiàn)脫氧，并調(diào)整成分，然后進(jìn)行連鑄、熱軋。 熱軋工藝是將板坯加熱到1100 130(TC，均熱2 6小時(shí)進(jìn)行熱軋，軋制成18 80mm厚鋼板，軋后以1 30°C /s冷卻速度在線(xiàn)冷卻。 由于采用了先進(jìn)的微合金控制技術(shù)和TMCP工藝，因此具備工藝簡(jiǎn)單，易于控制， 成本較低的特點(diǎn)。其制造的船體結(jié)構(gòu)用鋼板滿(mǎn)足抗拉強(qiáng)度600Mpa，可適用于100 200kJ/ cm線(xiàn)能量的大線(xiàn)能量焊接，焊后不需要熱處理，熱影響區(qū)的沖擊功和母材相比降低較小。故 鋼板具備焊接效率高，裂紋敏感性低，綜合性能高的特點(diǎn)，能夠顯著提高勞動(dòng)效率，節(jié)約能 源和材料，降低成本。鋼板可以應(yīng)用于船舶等大型結(jié)構(gòu)和設(shè)施，尤其適用于氣體保護(hù)焊、埋 弧自動(dòng)焊、氣電立焊等大線(xiàn)能量焊接方法。
具體實(shí)施方式

實(shí)施例1 :化學(xué)成分Wt% :C 0. 05 ;Si 0. 20 ;Mn 1. 50 ;Ni 0. 25 ;Nb 0. 04 ;V 0. 03 ;Ti 0. 03 ; N 0. 007 ;A1 0. 10 ;B 0. 004 ;P < 0. 010 ;S < 0. 005 ;其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
本發(fā)明的制造工藝為鐵水預(yù)處理一轉(zhuǎn)爐煉鋼一鋼包脫氧合金化一精煉處理(LF 爐、RH爐、微調(diào)成分等)一板坯澆鑄一板坯緩冷一加熱一一次除鱗一控制軋制一控制冷卻 —矯直一探傷一入庫(kù)；在工藝中控制如下工藝參數(shù) 采用轉(zhuǎn)爐將鐵水或鐵水和廢鋼經(jīng)煉鋼后精煉，使用Ti鐵和Al線(xiàn)脫氧，并調(diào)整成 分，然后進(jìn)行連鑄、熱軋； 熱軋工藝是將板坯加熱到1200°C ，均熱4小時(shí)進(jìn)行熱軋，軋制成40mm厚鋼板，軋后 以15°C /s冷卻速度在線(xiàn)冷卻。 本實(shí)施例所制造的鋼板抗拉強(qiáng)度為600Mpa，可適用于100 200kJ/cm線(xiàn)能量的大
線(xiàn)能量焊接，焊后不需要熱處理，熱影響區(qū)的沖擊功和母材相比降低較小。
實(shí)施例2化學(xué)成分Wt% :C 0. 06 ;Si 0. 30 ;Mn 1. 60 ;Ni 0. 30 ;Nb 0. 02 ;V 0. 10 ;TiO. 05 ;N
0. 01 ;A1 0. 20 ;B 0. 003 ;P < 0. 007 ;S < 0. 003 ;其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。 其制造工藝為采用轉(zhuǎn)爐將鐵水或鐵水和廢鋼經(jīng)煉鋼后精煉，使用Ti鐵和Al線(xiàn)脫
氧，并調(diào)整成分，然后進(jìn)行連鑄、熱軋。 熱軋工藝是將板坯加熱到1250°C ，均熱5小時(shí)進(jìn)行熱軋，軋制成30mm厚鋼板，軋后 以l(TC /s冷卻速度在線(xiàn)冷卻。 本實(shí)施例所制造的鋼板抗拉強(qiáng)度為650Mpa，可適用于100 200kJ/cm線(xiàn)能量的大 線(xiàn)能量焊接，焊后不需要熱處理，熱影響區(qū)的沖擊功和母材相比降低較小。
權(quán)利要求
一種可大線(xiàn)能量焊接的船體結(jié)構(gòu)用鋼板，其特征在于，化學(xué)成分Wt％為C 0.02-0.15；Si 0.05-0.50；Mn 0.50-2.0；Ni 0.10-0.50；Nb 0.01-0.15；V 0.01-0.15；Ti0.01-0.08；N 0.002-0.015；Al0.01-0.5；B 0.001-0.005；P＜0.015；S＜0.010；其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
2. —種制造權(quán)利要求1所述的可大線(xiàn)能量焊接的船體結(jié)構(gòu)用鋼板的方法，其特征在 于，制造工藝為鐵水預(yù)處理一轉(zhuǎn)爐煉鋼一鋼包脫氧合金化一精煉處理一板坯澆鑄一板坯 緩冷一加熱一 一次除鱗一控制軋制一控制冷卻一矯直一探傷一入庫(kù)；在工藝中控制如下工 藝參數(shù)采用轉(zhuǎn)爐將鐵水或鐵水和廢鋼經(jīng)煉鋼后精煉，使用Ti鐵和Al線(xiàn)脫氧，并調(diào)整成分，然 后進(jìn)行連鑄、熱軋；熱軋工藝是將板坯加熱到1100 130(TC，均熱2 6小時(shí)進(jìn)行熱軋，軋制成18 80mm 厚鋼板，軋后以1 30°C /s冷卻速度在線(xiàn)冷卻。
全文摘要
一種可大線(xiàn)能量焊接的船體結(jié)構(gòu)用鋼板及其制造方法，屬于低合金高強(qiáng)鋼技術(shù)領(lǐng)域。其鋼板的化學(xué)成分Wt％C 0.02-0.15；Si 0.05-0.50；Mn 0.50-2.0；Ni 0.10-0.50；Nb 0.01-0.15；V 0.01-0.15；Ti 0.01-0.08；N 0.002-0.015；Al 0.01-0.5；B 0.001-0.005；P＜0.015；S＜0.010；其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。制造工藝為采用轉(zhuǎn)爐將鐵水或鐵水和廢鋼經(jīng)煉鋼后精煉，使用Ti鐵和Al線(xiàn)脫氧，并調(diào)整成分，然后進(jìn)行連鑄、熱軋。熱軋工藝是將板坯加熱到1100～1300℃，均熱2～6小時(shí)進(jìn)行熱軋，軋制成18～80mm厚鋼板，軋后以1～30℃/s冷卻速度在線(xiàn)冷卻。優(yōu)點(diǎn)在于，可以有效提高焊接效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約資源和成本，可應(yīng)用于船舶等大型結(jié)構(gòu)和設(shè)施。
文檔編號(hào)C22C38/14GK101748328SQ20091024317
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者張飛虎, 章軍, 董現(xiàn)春, 許良紅, 陳延清, 鞠建斌 申請(qǐng)人:首鋼總公司