[发明专利]一种TMCP型海洋结构用厚板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁材料领域，具体地说，本发明涉及海洋结构用厚板，更具体地说，本发明涉及一种TMCP型海洋结构用厚板及其制造方法。

背景技术

随着造船工业的发展，对船板性能的要求也越来越高。除了对具有高的强度、优良强韧性、可焊性和高表面质量钢板的需求在不断增长外，且对材料的要求也愈加苛刻。各国船级社对船板的技术要求不同，但差别不大，按照各国船级社的船规，通常将船板钢分为一般强度级别和高强度级别。一般强度级分为A、B、D、E四个质量级别，高强度级分为三个强度级别和四个质量级别：A32、D32、E32、F32、A36、D36、E36、F36、A40、D40、E40、F40，其中A40、D40、E40、F40的屈服强度不小于390N/mm²，抗拉强度510～660N/mm²，A、D、E、F分别表示其各自可分别在0℃、-20℃、-40℃、-60℃的情况下所能得到的冲击韧性。一般强度的船板钢主要用于建造沿海、内河和万吨级以下的海洋航区的船舶壳体，高强度船板钢由于其具有强度高、综合性能好、能够减轻船体自重、提高载荷的优点，适用于建造远洋万吨级以上的船舶壳体。

为保证船舶的安全性和可靠性，各国船级社对不同规格、牌号船板的化学成分、机械性能和交货状态都作了严格的规定，有的在要求船板钢强度达到一定水平的基础上，还要求具有良好的低温冲击韧性的配合，同时还要求各牌号的船板具有良好的焊接性能和耐海水腐蚀性能，以补偿在建造过程中各种热、冷加工导致的材质性能下降，尤其是重要部位如船桅、船体纵变应力最大的部位、船底板以及舷部止裂板等。对于无限航区的船舶，更要求低温条件下具有较低的延-脆性转变温度，即良好的低温韧性要具有满足船舶建造中的加工工艺的适应性，因为船体线型较为复杂，有许多类型的曲面，因此一方面材料必须具有良好的可焊性，同时要满足对材料的冷、热弯及水火弯板等成形操作，不致形成表面损伤及产生微细裂纹等。

随着高强度船板的产量增加和质量的提高，生产矛盾也立即凸现出来。由于目前高强度船板绝大部分生产工艺需采用热轧+热处理正火后才能交货，所以产量的提高也大大地增加了热处理生产压力，同时也延缓了交货期，制约了高强度船板的大规模生产，并且正火处理必将增加船板的生产成本。有时受热处理设备工艺性能的影响，如常化炉煤气质量(主要是杂质量)和流量的波动、炉底辊表面质量的降低等，将使得钢板表面氧化皮增厚和产生麻点，不仅增加了工人打磨钢板麻点的工作量，同时造成正火后钢板表面质量下降，这不仅降低了高强度船钢的质量等级，也影响了用户的使用，故经过一道正火工艺后，从生产周期、成本、钢板表面质量等方面，都限制了高强度船板生产规模的进一步扩大。

于是，随着TMCP(Thermo Mechanical Control Process：热机械控制工艺)技术开发以来，TMCP的应用范围不断扩大，目前已成为生产厚板不可或缺的技术。TMCP钢与常规轧制钢和正火钢相比，它不依赖合金元素，通过水冷控制组织，可以达到高强度和高韧性的要求，而且在碳当量较低的情况下能够生产出相同强度的钢材，因此可以降低或省略焊接时的预热温度，碳当量低又可以降低焊接热影响区的硬度，不容易形成因显微偏析而产生的局部硬化相，容易保证焊接部位的韧性。TMCP钢的出现促进了高强度船钢的扩大应用，其应用领域除了造船领域外，还涉及了海洋结构件、管线管和建筑、桥梁等各种领域，另外，TMCP还是一项节约合金和能源的工艺，从环保方面来看，它也是一项意义深远的技术。因此，一些国家已对TMCP型船板进行了研究，经检索，有下列相关专利申请涉及此类钢种，其化学成分见表1。

表1

相关专利申请钢种的化学成分(wt％)