[发明专利]船用40公斤级热机械控制轧制厚板钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢材料及其制造方法，特别涉及一种具有船用40公斤级热机械控制轧制厚板钢及其制造方法。

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。除了对具有高强度、高表面质量、优良的强韧性与可焊性和钢板需求在不断增长外，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32kg、36kg、40kg级三个强度级别和AH、DH、EH、FH四个质量级别。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，更要求应在低温条件下具备较低的延-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的增加和质量提高，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。此外，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，不仅增加了工人们打磨钢板麻点的工作量，同时造成正火后钢板表面质量的下降。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。因此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。

经检索表明：TMCP(Thermo Mechanic Control Process，热机械处理)船板目前在日本等国家已经进行了这方面研究。现将相关的专利及文献情况分析如下(具体分析见表1)：

专利1：专利公开号JP9310119A、题为“PRODUCTION OF STEEL PLATEEXCELLENT IN TOUGHNESS IN HEAT AFFECTED ZONE”的专利主要阐述了一种通过Mg/Ni合金的加入，用TMCP方法生产的一种具有大线能量焊接性能的厚板。该专利在合金成分设计方法与本发明不同，因此最终产品达到的性能要求也不同。

专利2：专利公开号JP9279235A、题为“PRODUCTION OF STEEL PLATEEXCELLENT IN HEAT AFFECTED ZONE TOUGHNESS”专利与专利1类似，主要通过Mg氧化物冶金的方法，获得一种具有优良焊接热影响区韧性的厚板。

专利3：专利公开号JP9279234A、题为“PRODUCTION OF STEEL PLATEEXCELLENT IN TOUGHNESS IN LARGE HEAT INPUT WELDING HEAT-AFFECTED ZONE”的专利与专利1、2相同，通过Mg氧化物冶金方法，获得具有大线能量焊接和优良焊接热影响区韧性的厚板生产制造方法。

专利4：专利公开号JP9202920A、题为“PRODUCTION OF HIGH STRENGTHSTEEL PLATE EXCELLENT IN TOUGHNESS IN LARGE HEAT INPUT WELDHEAT-AFFECTED ZONE的专利阐述一种具有大线能量焊接的良好焊接热影响区冲击韧性的厚板。没有阐述其强度级别，另外成分设计明确对Di’＝(C/10)(sup1/2)(1+0.7Si)(5+5.1(Mn-1.2))(1+0.27Cu)(1+0.36Ni)(1+2.16Cr)(1+3Mo)做了规定，因此其在成分设计上更加严格。