[发明专利]一种正火态交货的可大线能量焊接用EH36特厚板及制备方法

说明书

一种正火交货的可大线能量焊接用EH36特厚钢板，所述钢板中，Als含量为0.08％‑0.05％，Nb含量≥0.025％，N含量为80‑100ppm，V含量为0.06‑0.10％，所述各含量以质量百分含量计；所述钢板中V，Ti和N的含量满足：V/N≥6.0，Ti/N≥1.5，同时本发明还提供种所述钢板的制备方法。本发明生产的正火特厚板能够同时满足80‑100mm规格EH36的性能指标要求，同时还能适应100‑200kJ/cm可大线能量焊接要求。本发明中钢板的制备工艺简单、综合力学性能优良，可广泛的应用于船舶、海洋工程装备制造、海上风电等领域。

技术领域

本发明涉及特厚钢板领域，尤其是一种正火态交货的可大线能量焊接用EH36钢板及其制备方法。

背景技术

与陆地环境相比，船舶、海洋工程装备及海上风力发电设备经常面临高温、高湿、高盐、极寒、浮冰磨蚀与撞击、浪涌等复杂服役环境，此外还可能遭受台风、冰、地震等灾害性环境力的作用，因此要求海洋工程用钢具有良好的综合力学性能和服役性能。因此，船舶与海洋工程装备设计单位通常选用大厚度规格正火钢板。并且为了保证船舶及装备的建造周期，建造单位对提高大厚度规格钢板的焊接效率提出了迫切的需求。

正火是将材料加热到A_c3以上30-50℃，保温一段时间后空冷，可获得细小均匀的奥氏体晶粒。随着对钢板性能要求的提高，尤其是对厚规格钢板，正火后空冷得到的钢板性能并不能满足实际需要，通常正火后伸长率和冲击韧性等有所提高，但强度相应下降较大，造成强度不达标。目前为解决这一问题，一种思路是利用淬火机cooling模式进行控制冷却。通过关闭淬火机部分水冷段，并精确设置其它水冷段的水流量、及钢板上下表面水比，辊道运行速度等参数，使淬火机水冷强度适宜，以实现钢板正火后的加速冷却，达到控制钢板内部组织的转变提高强度的目的，例如秦皇岛首秦金属材料公司申请的专利“提高正火钢板强度的淬火机加速冷却工艺”。另一思路为气雾冷却和层流冷却结合或者气雾冷却和喷射冷却结合。例如，武钢申请的专利“提高正火钢板综合力学性能的方法及其冷却系统”通过合理延长加热区时间和缩短保温区时间，并配合雾化冷却提高组织转变的过冷度。但是，由于采用水冷将造成钢板表面产生贝氏体组织，恶化表层组织的低温韧性，同时造成表层和钢板出现强度差，材料截面性能均匀性变差。

由于正火态交货的平台钢的碳含量及碳当量显著高于TMCP交货态，其焊接性尤其是大线能量焊接性显著降低，通常只能采用50kJ/cm以下的线能量焊接，焊接效率显著降低。例如，江阴兴澄特钢的专利“一种正火态交货的180-200mm厚EH36钢板及其制造方法”，其成为特点为0.11％-0.18％的C，0.01％-0.05％的Nb、0.03％-0.08％的V，采用0.05％-0.07％的Al代替Ti元素，但是其不能适应大线能量焊接的要求，这是由于AlN、Nb(C,N)等粒子在大线能量焊接过程中发生溶解，不能起到钉扎奥氏体晶粒长大的作用。又如，南钢股份有限公司申请的专利“一种焊接高热输入的海洋工程用正火钢板及其制造方法”，其碳含量为0.12～0.18％，碳当量为0.42-0.45％不能满足标准EN10225对碳当量的要求。此外，南钢采用氧化物冶金的方法使焊接热影响区中含有大量的Ti的氧化物和Ti的氮化物，该专利的不足之处还在于Ti的氧化物和氮化物在液态析出时，析出氧化物粒子生长不受限制，形成的大颗粒夹杂物不仅起不到抑制焊接热影响区晶粒长大的作用，反而会使母材和热影响区韧性下降。因此，这种方法在工业生产中很难控制。以上专利所采用的方法均存在各自的缺陷。

发明内容

鉴于以上分析，针对现有方案中的不足，本发明旨在提供一种正火态交货的可大线能量焊接用EH36特厚板及其制备方法，提出通过优化计算包括Nb、V、N等合金元素的含量，提高正火后的晶粒细化和析出强化想过，大幅度降低碳含量及碳当量，利用提高钢中酸溶铝的含量降低M-A含量和块状M-A的尺寸，利用(Ti,V)(C,N)复合析出粒子促进晶内针状铁素体形成，大大改善了钢的大线能量焊接下的低温韧性。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：