[發(fā)明專利]一種高強(qiáng)度超大線能量焊接船體用鋼的生產(chǎn)方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210436655.4
• 申請日: 2012-11-02
• 公開（公告）號: CN103805880A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 談祁祥
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫市金蕩機(jī)械廠
• 主分類號: C22C38/50
• 分類號: C22C38/50;C22C38/58;C22C33/06;C21D8/02
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 楊小雙

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋼鐵冶金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高強(qiáng)度超大線能量焊接船體用鋼的生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

隨著世界造船業(yè)的迅猛發(fā)展，生產(chǎn)高強(qiáng)度具有優(yōu)良焊接性能(大線能量焊接)的船用鋼已呈趨勢，大線能量焊接是指線能量大于50KJ/cm的焊接，與傳統(tǒng)的小線能量船體焊接相比，大線能量焊接具有焊接速度快、焊接施工道次少等優(yōu)點，顯著提高了焊接施工效率，節(jié)省了焊接建造成本。目前國內(nèi)的高強(qiáng)度船體用鋼普遍只能使用低于50KJ/cm線能量焊接，武鋼和舞陽鋼鐵公司進(jìn)行了大線能量鋼的研究，武鋼開發(fā)的大線能量鋼通過降低C含量加入合金Ni，改善HAZ的韌性，但焊接時仍需要進(jìn)行預(yù)熱處理，舞陽鋼鐵公司采用JFE?EWEL技術(shù)，通過氧化物冶金和低Ceq成分設(shè)計開發(fā)了大線能量焊接鋼，國外主要是日本在大線能量船板方面的研究較多，日本開發(fā)的大線能量鋼YP390，已在日本造船行業(yè)廣泛應(yīng)用，主要采用HTUFF技術(shù)，其核心是利用高熔點氧化物質(zhì)點細(xì)化HAZ組織。由此可知，目前國內(nèi)及日本生產(chǎn)大線能量鋼需要較高的生產(chǎn)控制技術(shù)，生產(chǎn)成本較高。

CN101812639A公開了一種高強(qiáng)度大線能量焊接船體用鋼及其生產(chǎn)方法，其成分質(zhì)量百分比為：C?0.06-0.10％、Si0.1?0～0.25％、Mn?0.9-1.15％、Nb?0.01～0.03％、Ti0.010-0.020％，Al?0.015～0.030％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)元素。隨著技術(shù)的發(fā)展，對船體用鋼的焊接要求越來越高，該專利申請產(chǎn)品由于合金元素含量少，已不能滿足日益增長的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種高強(qiáng)度超大線能量焊接船體用鋼的生產(chǎn)方法，該方法生產(chǎn)的鋼強(qiáng)韌性匹配優(yōu)良，具有強(qiáng)度高、優(yōu)良的低溫韌性、高Z向性能以及能承受超大線能量(≥500kJ/cm)，本發(fā)明方法制造的鋼板合金含量低，從而生產(chǎn)成本低，適用于船體的生產(chǎn)。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種高強(qiáng)度超大線能量焊接船體用鋼的生產(chǎn)方法，所述鋼以重量百分?jǐn)?shù)計由以下組份組成：C：0.05～0.07，Mn：1.2～1.6，Si：0.4～0.6，Ni：1.5～1.7，Cr：0.7～0.9，V：0.01～0.03，Ti：0.05～0.15，P≤0.020，S≤0.015，O：0.001～0.005，Als：0.005～0.025、Mo：0.2～0.4，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)，所述制備方法包括以下步驟：鋼水脫硫處理、轉(zhuǎn)爐或電爐冶煉、鋼包爐或鋼包吹氬精煉、連鑄、軋制成板，其中轉(zhuǎn)爐或電爐冶煉時，釩鐵、鎳鐵、鈦鐵在爐前隨廢鋼加入；在精煉期加入鉻鐵和鉬鐵，使鋼中的化學(xué)成份滿足所述鋼板的成份的要求，其中連鑄時進(jìn)入結(jié)晶器的鋼水溫度控制在1530～1550℃，所述軋制成板包括：開軋溫度1200～1220℃，控軋末三道累計壓下率≥42％，終軋溫度880～900℃。

本發(fā)明中化學(xué)組分的作用原理如下：

一般情況下，C對強(qiáng)韌性及其組織組成有較大的影響，對鋼板的工藝性能也有一定的影響，本發(fā)明控制的含量范圍能很好保證鋼板的強(qiáng)韌性。Si和Mn元素在鋼板中具有脫氧作用和合金化作用，并有強(qiáng)化韌性的作用。Ni有利于提高金屬的韌性尤其是低溫沖擊韌性，降低脆性轉(zhuǎn)變溫度。鋼板中含一定的Cr元素有利于提高針狀鐵素體含量，并有細(xì)化鐵素體晶粒的作用，有助于熱處理后性能維持在較高的水平，并且Cr合金還是一種非常便宜的資源，有利于降低鋼板的生產(chǎn)成本。V元素能有效提高強(qiáng)度。Ti能控制先共析鐵素體的析出，提高晶內(nèi)針狀鐵素體含量。Mo能提高鋼的性能及焊接時焊縫的性能。微量的O、Als將會促使鋼板中產(chǎn)生以尺寸為1μm以下的氧化物夾雜作為針狀鐵素體的形核質(zhì)點，這樣的氧化物夾雜可提高鋼板的強(qiáng)韌性。

本發(fā)明對合金元素的加入順序，是以脫氧為目的的元素先加，合金化元素后加。易氧化的貴重合金應(yīng)在脫氧良好的情況下加入，即應(yīng)在Fe-Mn、Fe-Si等脫氧劑全部加完以后再加，以減少燒損。難熔的不易氧化的合金如Fe-Cr、Fe-V、Fe-Ni等可加在轉(zhuǎn)爐或精煉爐內(nèi)。其它合金均加在鋼包內(nèi)。

本發(fā)明具有如下有益效果：

1）通過合理的組份及配比，低合金元素設(shè)計，生產(chǎn)出的高強(qiáng)鋼具備優(yōu)良的強(qiáng)韌性匹配，具有高強(qiáng)度(R_m≥650MPa)和優(yōu)良的低溫韌性(-20℃Akv≥230J)。