專利名稱：一種可大線能量焊接的船體結構用鋼板及其制造方法
技術領域：
本發明屬于低合金高強鋼技術領域，涉及一種可大線能量焊接(線能量大于 100kJ/cm)的船體結構用鋼板及其制造方法。
背景技術：
全球經濟一體化帶來全球的海上運輸量和能源消費量不斷增加，為了提高運輸效 率并降低海運燃耗，船舶一直向大型化和輕量化發展，如何進一步提高船廠的造船效率是 今后的重大課題。另一方面，在全球范圍內對安全及環保意識都不斷高漲，在造船領域鋼鐵 材料領域，除了要滿足高增長的需求，提高安全性和可靠性的要求也越來越高。因此，要求 船體結構用鋼板滿足熱影響區的脆性低、有很好的抗裂紋性能、熱影響區不軟化、抗疲勞強 度高、抗屈服強度高、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 適應大線能量焊接。 傳統的低合金鋼板進行大線能量焊接時，由于焊接熱循環的作用，在焊接熱影響 區晶粒異常長大，導致韌性急劇下降。另外，對于傳統的TMCP(形變熱處理)技術，隨著鋼 板強度的提高和厚度的增加，必須提高碳當量(Ceq)，這是焊接性能和焊接熱影響區韌性惡 化的又一因素。 大線能量焊接低合金高強鋼時必須考慮焊接熱影響區的組織轉變特點，目前一些 研究涉及大線能量焊接低合金高強鋼及其制造方法，如大線能量焊接低合金高強鋼(申請 號02115877)、大線能量焊接非調質高韌性低溫鋼及其生產方法(申請號01128316)、可大 線能量焊接的超高強度厚鋼板及其制造方法(申請號200410017255)等等，可均存在以下 問題 1.焊接線能量低，有些只能在50 100kJ/cm。
2.有些必須采用調質工藝生產，工藝復雜，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。

發明內容
本發明的目的在于提供一種可大線能量焊接的船體結構用鋼板及其制造方法，實 現了生產成本較低，工藝簡單，易于控制。能夠滿足高強度、高韌性、良好焊接工藝性能、滿 足大線能量焊接的要求。 本發明的鋼板的化學成分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。
本發明的制造工藝為鐵水預處理一轉爐煉鋼一鋼包脫氧合金化一精煉處理(LF 爐、RH爐、微調成分等)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；在工藝中控制如下工藝參數
本發明的制造工藝為采用轉爐將鐵水或鐵水和廢鋼經煉鋼后精煉，使用Ti鐵和 Al線脫氧，并調整成分，然后進行連鑄、熱軋。 熱軋工藝是將板坯加熱到1100 130(TC，均熱2 6小時進行熱軋，軋制成18 80mm厚鋼板，軋后以1 30°C /s冷卻速度在線冷卻。 由于采用了先進的微合金控制技術和TMCP工藝，因此具備工藝簡單，易于控制， 成本較低的特點。其制造的船體結構用鋼板滿足抗拉強度600Mpa，可適用于100 200kJ/ cm線能量的大線能量焊接，焊后不需要熱處理，熱影響區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，能夠顯著提高勞動效率，節約能 源和材料，降低成本。鋼板可以應用于船舶等大型結構和設施，尤其適用于氣體保護焊、埋 弧自動焊、氣電立焊等大線能量焊接方法。
具體實施方式

實施例1 :化學成分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。
本發明的制造工藝為鐵水預處理一轉爐煉鋼一鋼包脫氧合金化一精煉處理(LF 爐、RH爐、微調成分等)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；在工藝中控制如下工藝參數 采用轉爐將鐵水或鐵水和廢鋼經煉鋼后精煉，使用Ti鐵和Al線脫氧，并調整成 分，然后進行連鑄、熱軋； 熱軋工藝是將板坯加熱到1200°C ，均熱4小時進行熱軋，軋制成40mm厚鋼板，軋后 以15°C /s冷卻速度在線冷卻。 本實施例所制造的鋼板抗拉強度為600Mpa，可適用于100 200kJ/cm線能量的大
線能量焊接，焊后不需要熱處理，熱影響區的沖擊功和母材相比降低較小。
實施例2化學成分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。 其制造工藝為采用轉爐將鐵水或鐵水和廢鋼經煉鋼后精煉，使用Ti鐵和Al線脫
氧，并調整成分，然后進行連鑄、熱軋。 熱軋工藝是將板坯加熱到1250°C ，均熱5小時進行熱軋，軋制成30mm厚鋼板，軋后 以l(TC /s冷卻速度在線冷卻。 本實施例所制造的鋼板抗拉強度為650Mpa，可適用于100 200kJ/cm線能量的大 線能量焊接，焊后不需要熱處理，熱影響區的沖擊功和母材相比降低較小。
權利要求
一種可大線能量焊接的船體結構用鋼板，其特征在于，化學成分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。
2. —種制造權利要求1所述的可大線能量焊接的船體結構用鋼板的方法，其特征在 于，制造工藝為鐵水預處理一轉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；在工藝中控制如下工 藝參數采用轉爐將鐵水或鐵水和廢鋼經煉鋼后精煉，使用Ti鐵和Al線脫氧，并調整成分，然 后進行連鑄、熱軋；熱軋工藝是將板坯加熱到1100 130(TC，均熱2 6小時進行熱軋，軋制成18 80mm 厚鋼板，軋后以1 30°C /s冷卻速度在線冷卻。
全文摘要
一種可大線能量焊接的船體結構用鋼板及其制造方法，屬于低合金高強鋼技術領域。其鋼板的化學成分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。制造工藝為采用轉爐將鐵水或鐵水和廢鋼經煉鋼后精煉，使用Ti鐵和Al線脫氧，并調整成分，然后進行連鑄、熱軋。熱軋工藝是將板坯加熱到1100～1300℃，均熱2～6小時進行熱軋，軋制成18～80mm厚鋼板，軋后以1～30℃/s冷卻速度在線冷卻。優點在于，可以有效提高焊接效率，降低勞動強度，節約資源和成本，可應用于船舶等大型結構和設施。
文檔編號C22C38/14GK101748328SQ20091024317
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月31日 優先權日2009年12月31日
發明者張飛虎, 章軍, 董現春, 許良紅, 陳延清, 鞠建斌 申請人:首鋼總公司