[發明專利]一種可大線能量焊接高強船板EH40及其生產方法

在審

• 申請號: 201710257569.X
• 申請日: 2017-04-19
• 公開（公告）號: CN107164696A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 王強;王云閣;尹紹江;安海玉;臧淼;郝鑫;李可斌;劉偉建;鄭治秀
• 申請（專利權）人: 唐山鋼鐵集團有限責任公司;河鋼股份有限公司唐山分公司
• 主分類號: C22C38/04
• 分類號: C22C38/04;C22C38/02;C22C38/06;C22C38/14;C22C38/12;C22C38/08;C21C7/06;B22D11/115;C21D8/02
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司13108
• 代理人: 李桂琴

技術領域

本發明屬于黑色冶金制造技術領域，具體涉及一種可大線能量焊接高強船板EH40及其生產方法。

背景技術

船舶和海工是海洋鋼結構物的兩大體系，其制造需要大量的鋼鐵材料，鋼材占其建造成本的20%～30%，船體用鋼占其總重量的60%。船舶用鋼主要是船體結構用鋼板，經過多年的發展，我國已經建立了比較完備的船舶與海工用鋼體系，鋼級涵蓋了早期大型船體采用的一般強度鋼和現在海工設備常采用的焊接結構用超高強度鋼。

焊接是船體制造的關鍵環節，約占船舶制造成本的17%。隨著船板厚度規格的增加，開發具有高焊接熱輸入適應性的鋼板用以提高焊接效率成為船體建造需重點解決的問題。提高焊接熱輸入，必須解決熱影響區（HAZ）韌性降低的問題。提高熱影響區韌性的方法包括采用低碳當量的成分設計、細化HAZ晶粒尺寸及改善熱影響區晶內組織、優化TMCP軋制工藝等。目前，國內外解決大線能量焊接熱映區韌性下降問題主要采用氧化物冶金技術，利用彌散分布的微米級夾雜，改善焊接接頭熱影響區韌性，通常需要窄窗口控制脫氧方式、嚴格控制精煉時長。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種可大線能量焊接高強船板EH40及其生產方法；本發明通過提供一種短流程生產工序，采用“鐵水預處理→轉爐→爐后脫氧合金化→連鑄→加熱→粗軋→精軋→超快冷”工藝路徑，避免鋼水二次精煉，成分設計上采用Nb、Ti復合合金化，開發出的EH40船板具有細小晶粒組織和優異的綜合力學性能，即高強度、良好的低溫韌性、可承受最大熱輸入值150KJ/cm。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：一種可大線能量焊接高強船板EH40，所述高強船板EH40的化學成分及質量百分含量為：C：0.08～0.12%，Mn：1.40～1.80%，Si：0.15～0.35%，Al：0.020～0.040%，S≤0.01%，P≤0.02%，Ti≥0.010%，Nb≥0.030，Ni≥0.1%，其余為Fe和痕量雜質元素。

本發明所述高強船板EH40化學成分中，Ti：0.015～0.025%，Nb：0.030～0.040%，Ni：0.15～0.3%。

本發明所述高強船板EH40厚度規格為8～50mm，抗拉強度為530～570MPa，屈服強度405～425MPa，斷后伸長率30～35%，可承受最大線能量輸入值為150KJ/cm。

本發明所述生產方法包括鐵水預處理、轉爐冶煉、爐后脫氧合金化、連鑄、粗軋、精軋、超快冷工序；所述鐵水預處理工序，為了避免二次精煉造成的能源消耗、夾雜物聚集長大及生產節奏緊張的影響，終點硫含量S≤0.003%，扒渣后鋼水裸露面積占鋼包界面≥2/3。

本發明所述轉爐冶煉工序，終點C：0.035～0.050%，終點溫度T≥1650℃，終點P≤0.010%。

本發明所述爐后脫氧合金化，轉爐出鋼1/4開始加入硅鐵0.10～0.15㎏/噸鋼預脫氧，硅錳9.0～10.0㎏/噸鋼合金化，加入鈦鐵時保證氧位處于30～50ppm；出鋼后快速調整其它元素含量，成分合格后鋼包靜置3～5min，吊運至連鑄平臺。

本發明所述連鑄工序，二冷區采用電磁攪拌+重壓下功能，電磁攪拌電流340～350A，頻率5～6Hz，重壓下壓下量30～35mm；中間包過熱度15～25℃，有效改善鑄坯內部疏松、偏析質量問題。

本發明所述粗軋工序，粗軋采用4道次全縱軋，開軋溫度≥1050℃，粗軋階段單道次壓下率≥20%。

本發明所述精軋工序，精軋采用6道次，精軋二次開軋溫度≤820℃，精軋終軋溫度750～820℃。

本發明所述超快冷工序，開冷溫度≤690℃，終冷溫度450～650℃。

本發明高強船板EH40取樣及檢測方法參考GB/T 2975《鋼及鋼產品力學性能試驗取樣位置及試樣制備》、GB/T228.1-2010《金屬材料拉伸試驗第1部分：室溫試驗方法》及GB/T 229《金屬材料夏比擺錘沖擊試驗方法》。