[发明专利]一种耐大线能量焊接高强度厚钢板的制造方法

说明书

本发明属于低合金高强度钢技术领域，特别涉及一种耐大线能量焊接高强度厚钢板的制造方法。钢板化学成分包括C、Si、Mn、Nb、V、Ti、P、S、Cu、Ni、Mo、B、N、O、Al以及Mg、Ca、Zr、REM中的一种，余量为Fe，并包括特殊的Ti‑M‑O夹杂物分布；钢板制造步骤包括，采用LD‑LF‑RH冶炼流程，转炉钢水硅锰预脱氧，LF精炼脱硫，RH真空脱气，RH炉中向钢水吹氧，并加入Ti和Mg、Ca、Zr或REM脱氧；采用两阶段控制轧制和控制冷却。本发明钢板屈服强度达到500～700MPa，在100～200kJ/cm焊接线能量下具有良好的低温冲击韧性。

技术领域

本发明属于低合金高强度钢技术领域，特别涉及一种耐大线能量焊接高强度厚钢板的制造方法。

背景技术

随着经济社会的发展，高层建筑、能源储运、船舶和海洋工程等各领域的结构构造不断向高强度化和大型化发展，所需钢板的强度和厚度大幅度增加，生产规模极速扩大，通常建造这类大型结构的焊接工作量约占总工作量的30～40％。由此，在保证焊接质量的前提下，如何提高焊接效率是实现低成本节约型快速制造的关键。在此背景下，大型钢制结构的建造逐渐采用能够实施大线能量焊接的单道次焊接工艺技术，使制造效率大幅度提高。而传统钢材在大线能量焊接条件下将出现焊接接头的性能严重恶化，成为制约生产效率及工程质量可靠性的关键问题。因此,可承受大线能量焊接的高强度钢材的开发成为目前国内钢铁行业十分迫切的任务。

公开号为CN102312173A的发明专利公开了一种抗拉强度700MPa级大线能量焊接结构用钢及其制造方法，其特征是通过成分合理设计，形成Ti、Zr等氧化物，不需要调质处理，采用TMCP工艺，可实现30～100kJ/cm的大线能量焊接。公开号为CN102041459A的发明专利公开了一种可大线能量焊接HT690钢板及其制造方法，其特征是采用低C-高Mn-(Nb+V+B)微合金化-超微Ti处理的成分体系，适当提高钢中酸溶Al，控制元素间的比值关系，优化TMCP+回火工艺，形成细小回火贝氏体，具备大线能量焊接性能。公开号为CN105256095A的发明专利公开了一种大热输入焊接热影响区性能优异的钢板的冶炼方法，其特征是采取合适的氧含量控制和合金元素控制技术，通过对钢中Ti/O和(Mg+Zr)/(Ti+Al)的合理控制，形成尺寸小于1μm的Mg-Ti、Zr-Ti、Mg-Zr-Ti复合夹杂物，提高大热输入焊接性能，钢板抗拉强度≥550MPa。公开号为CN102286692A的发明专利公开了一种调质低温用钢及其制造方法，其特征是通过控制Mn/C、Ti/N、Ni/Cu、Ca/S比值范围，采用再结晶控制轧制、在线直接淬火、回火热处理工艺相结合，获得优异的低温性能，可承受大线能量焊接。公开号为CN102839330A的发明专利公开了一种800MPa级高强度大线能量焊接用厚板，其特征是在低碳钢成分基础上，提高Ni含量，同时加入适量Cr、Mo等合金元素，钢板厚度在30mm以内，适合40～100kJ/cm焊接线能量。

通过对现有技术分析可知，部分技术方案利用TiN粒子细化奥氏体晶粒，提高HAZ韧性，但由于TiN高温下易于分解，影响组织细化效果。利用氧化物或硫化物改善HAZ韧性的技术中，现有公开技术对各种元素在精炼条件下的脱氧方法没有明确说明，或技术难度大，工艺复杂，不利于夹杂物的微细均匀分布，影响大线能量焊接性能的实际效果，并且不利于提高钢的洁净度，影响钢材质量。另外，采用加入较高的Ni含量改善钢板强韧性能和大线能量焊接性能，造成合金成本的提高，不利于推广应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐大线能量焊接高强度厚钢板的制造方法，解决高强度钢板大线能量焊接性能低下的问题，所制造的钢板屈服强度达到500～700MPa，在100～200kJ/cm焊接线能量下具有优良的低温冲击韧性。

本发明采取如下技术方案：